SML与TM类超晶格光电特性研究

论文摘要

本文主要研究SML和TM类超晶格的光电特性。 首先,我们构造了具有一种原子、三种键长的二维SML三元准晶;基于重整化群的理论、利用分解消元的方法,计算并分析了其电子能谱的一级近似、二级近似下的分裂规律。在一级近似下,整个准晶块分裂成六种不同的原子团分子,相应的一级能谱分裂成13个子支;我们也得到了其在二级近似下的分裂规律,发现了一些新的分裂方式。例如,1分为33和1分为19支等。我们还发现整个能谱结构在每一级近似下都是对称的,并且每一支在下一级分裂中都分裂成奇数支。这些分析的解析结果和数值计算结果都相符合。 然后,我们描述了一维SML三元准晶的结构特征;利用电磁场理论和单位模矩阵特性详细地研究了通过按该种准周期序列排布的多层介质膜系统的光透射性质,发现在θ=π/2这一点传播矩阵的迹的一半具有如下有趣性质:（1）对于j4、j6、和j7,传播矩阵的迹的一半xj是关于θ对称的;（2）对于j1、j2、j3和j5代,传播矩阵的迹的一半xj是关于θ反对称的。我们还发现当光垂直入射时,传播矩阵具有赝七循环的性质,即…→Q（j6）→Q（j7）→P（j1）→P（j2）→P（j3）→Q（j4）→P（j5）→…;相应的透射系数具有重要的准七循环特性,即…→C1→Tj7→Tj1→Tj2→C2→Tj4→C1…,且当i→∞。时,Tji将迅速趋近于零。解析结果与数值计算结果符合得很好。 最后,我们研究了一维Thue-Morse（简记为TM）类非周期多层介质膜系统的透射性质,得到了相应的传播矩阵和透射系数公式。首先,我们讨论了两种特殊情况:（1）m=1、n为任意自然数和（2）n=1、m为任意自然数时的光传播矩阵和光透射系数公式;讨论了当m和n都是任意自然数时的光透射规律:（1）当m=2i,n=2j时,传播矩阵是单位矩阵,并且相应的透射系数是一个常数;（2）当m=2i,n=2j+1时,传播矩阵是2重循环的,相应的光透射系数也是二重循环的;（3）当m=2i+1,n=2j时,传播矩阵为二循环,相应的透射系数皆为

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 准晶
• 1.2 准周期超晶格介质系统
• 1.3 SML三元准周期序列
• 1.4 TM及TM类准周期超晶格序列
• 1.5 本课题来源、研究内容与意义
• 1.5.1 本课题的来源
• 1.5.2 本课题的研究内容及意义
• 第二章 二维SML准周期超晶格的电子能谱研究
• 2.1 引言
• 2.2 具有一种原子、三种键长的二维SML准晶的构造
• 2.3 电子能谱分裂规律
• 2.3.1 电子能谱的数值计算结果
• 2.3.2 电子能谱的定性分析
• 2.3.2.1 一级近似下的电子能谱分析
• 2.3.2.2 二级近似下的电子能谱分析
• 2.3.2.3 整个电子能谱的分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 一维SML三元准周期超晶格的光透射性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 一维SML三元准周期超晶格序列的构造
• 3.3 光透射性质研究
• 3.3.1 光在少层媒质中的传播矩阵
• 3.3.2 光在多层媒质中传播时的透射系数
• 3.3.3 光在多层媒质中垂直传播时的特殊情形
• 3.4 本章小结
• 第四章 Thue-Morse类准周期超晶格的光传输性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 TM类准周期序列的构造
• 4.3 光传输性质研究
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文