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表面附近光剥离电子的波包动力学研究

作　者: 王立飞
导　师: 杨光参
学　校: 温州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 闭合轨道理论短脉冲激光光剥离电子波包动力学自关联函数量子拍谱
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在表面物理学中,详细地了解电子在表面的动力学性质对于理解电子在表面的散射、电荷在界面间转移、电子器件设计等过程都会起到很大作用。过去的几十年里,由于短脉冲激光技术的发展,已可能在实验室中制备和检测许多体系的局域波包。半经典闭合轨道理论由于具有物理图像清晰、应用范围广泛等特点被普遍用来解释原子或离子在强外场中的光吸收现象,成为实现联结经典理论和量子理论的重要桥梁,并是研究和发展量子混沌概念的一个典型实例。在过去十几年里,人们已对表面附近光剥离电子进行了广泛研究,不仅从各个角度验证了半经典闭合轨道理论的正确性,而且发展了回归谱学、标度律、能级统计学等方法。本文分别以闭合轨道理论和量子力学方法研究了表面附近光剥离电子的时间演化和波包动力学。在第一章中,主要从总体上介绍了波包动力学的研究,闭合轨道理论的发展,表面光剥离特性研究的历史背景和意义以及我们所选题的原因和主要工作。在第二章里,我们应用半经典理论,特别是闭合轨道理论对于静电场中的氢负离子在弹性墙表面附近的自关联函数进行了研究。结果显示较短的激光脉冲,自关联函数有明显的回归峰,并发现回归峰与电子的闭合轨道有明显的对应关系。但是随着激光脉冲宽度的加大回归峰逐渐变宽,由于相邻峰间的干涉效应,这种对应关系最终消失。同样随着电场强度的增加,时间回归谱峰值的大小和数目都增加了许多。在第三章中,通过量子力学的方法,我们研究了氢负离子的光剥离电子在强电场中弹性表面附近波包的时间演化和量子拍谱,并且分析了电场强度和脉冲初始动量对波包演化的影响。我们计算了包含不同簇量子态波包的时间演化,分析了电场对波包的调控。计算结果表明包含更多态的电子波包会有更剧烈的空间分布变化,随着电场强度的增加会使波包的分布更趋近于表面。本体系中波包的时间演化和双光子光电效应信号模拟值有很好的相似性。在第四章中,我们应用量子力学理论通过研究静电场中金属表面光剥离电子的自关联函数对波包动力学性质进行了研究。我们给出了不同簇波包的时间演化解析表达式,并考虑了寿命对波包的影响。结果发现通过改变激光中心能量和外场强度可以调节波包的量子相干和时间演化,同时可以看出寿命对波包的影响是非常明显的。在此基础上我们还详细讨论了本体系中量子与经典的对应关系。在第五章中,我们给出了文章的主要结论,同时从闭合轨道理论和量子力学方法对其它体系波包动力学性质的研究进行了展望。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章综述  9-16
  §1.1 波包动力学研究  9-10
  §1.2 半经典闭合轨道理论的发展  10-13
  §1.3 国内外研究现状分析  13-14
  §1.4 选题  14-15
  §1.5 本文结构  15-16
第二章静电场中的氢负离子在弹性墙表面的自关联函数  16-24
  §2.1 概论  16
  §2.2 激光短脉冲激发外场中里德堡波包的物理图像  16-17
  §2.3 自动关联函数  17-19
  §2.4 静电场中的氢负离子在弹性墙表面的自关联函数  19-23
  §2.5 结论  23-24
第三章弹性表面附近氢负离子的光剥离电子波包动力学研究  24-32
  §3.1 概论  24
  §3.2 研究内容  24-26
  §3.3 结果和讨论  26-31
  §3.4 本章小结  31-32
第四章金属表面光剥离电子的波包动力学研究  32-42
  §4.1 引言  32
  §4.2 研究内容  32-34
  §4.3 结果和讨论  34-41
  §4.4 本章小结  41-42
第五章结论与展望  42-44
  §5.1 结论  42
  §5.2 展望  42-44
参考文献  44-49
硕士期间发表论文情况  49-50
致谢  50

表面附近光剥离电子的波包动力学研究

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