我的研究兴趣包括两部分:
目前主要的研究方向是电子在纳米体系中的输运研究, 以及一些新兴材料如石墨烯等二维材料的拓扑、 电学、光学和磁学性质的研究。
另外,我也对分子和纳米颗粒在溶液等介质中的聚集和自组装有一些研究,包括胶束,胶体,囊泡等软物质的形成,相变等。
(1) 量子输运
电子在纳米材料和介观体系(如半导体异质结)中,其量子的波动特性表现很明显,所以我们采用量子力学方法来研究其输运现象。
同时,我们也用这些方法来研究电子的自旋极化, 能谷极化的输运现象;同时电子间相互作用使得一些材料能产生自发的磁性现象;
另外,电子-声子相互作用、电子-光子 相互作用可在材料或器件中产生孤子、极化子、激子及空穴-电子扩散等多种现象,我们采用相应的模型来进行研究。
对于新兴的二维材料(石墨烯、硅烯、二硫化钼等),我们研究当中由 各种外场或自旋轨道相互作用等引起的拓扑相变以及拓扑输运现象。
我们也结合NEGF理论和LLG方程,来研究含磁性原子和巡游电子的混合体系中的输运问题。
下面是我用到的计算方法
转移矩阵法
边界匹配法
非平衡格林函数(NEGF)
级联运动方程(含时量子输运理论)
第一性原理计算 (包括 DFTB+,Vasp,Material Studio等多种软件)
Hubbard 模型
SSH模型
Floquet定理
Landau-Lifshitz-Gilbert方程
(2) 分子聚集
我采用一些光学探测手段,如非线性光散射,紫外-可见吸收光谱和荧光光谱来研究分子聚集过程,包括聚集时的相变,聚集体表面的重构和自组装的动态过程。我也采用一些分子动力学模拟和解析理论方法来进一步研究分子聚集或自组装的普遍规律,以及解释实验观察到的一些现象。
目前的统计物理理论主要集中在研究平衡态附近的体系性质,而远离平衡态的系统,还很少有较好的理论和系统的实验性规律研究,这也是软凝聚态今后的一个发展方向。
下面是一些分子聚集方面的研究方法
超瑞利散射
动态光散射
紫外-可见吸收光谱
静态和瞬态荧光光谱
分子动力学模拟 (Lammps, Gromacs 软件)
蒙特卡洛模拟