Effective Landé factors of electrons and holes in lead chalcogenide nanocrystals
固态系统中载流子的Landé或g因子提供了关于量子态对外部磁场的响应的宝贵信息，并且是描述纳米结构中自旋相关现象的关键成分。我们报告的综合理论分析的电子和空穴的g-因素的铅硫属化物纳米晶体。通过结合对称性分析，原子计算，和扩展的k.p理论，我们计算的线性磁场能量分裂的限制在纳米晶体的多谷块体材料的谷内g因子，重整化由于量子限制。我们证明，这种重正化是正确地再现的扩展的k.p模型的框架中导出的解析表达式。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall
Exact calculation of single-electron states in Si-nanocrystal embedded in SiO2
本文精确计算了Si-SiO2球形量子点中任意束缚态的单电子能量和波函数，包括电子有效质量的材料依赖性。详细研究了量子点半径、限制势垒和势垒与量子点电子质量比对电子结构的影响。结果表明，与忽略有效质量变化的简化模型相比，能量结构从几十meV下降到几百meV。我们的精确单电子计算最后被用来验证从一个数值近似方法来处理多电子系统所获得的结果的准确性。
2003-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modified Confinement Model for Size Dependent Raman Shift and Linewidth of Silicon Nanocrystals
提出了一种考虑尺寸分布的声子约束模型，改进了声子色散曲线和约束函数，并用于计算硅纳米晶的尺寸相关拉曼光谱。该模型能够同时计算拉曼位移、强度和线宽。计算的拉曼光谱的红移和线宽与尺寸有关，与文献中的实验数据符合得很好，比以前报道的理论结果更好。相对较小的硅纳米晶体的红移和线宽的快速上升被很好地再现。从该模型还得到了拉曼光谱的非对称性。
2009-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical absorption and emission of silicon nanocrystals: From single to collective response
我们报告的可能性，描述的硅纳米晶体（NC）与现实的分布在NC尺寸的合奏的吸收和发射特性，由单个NC的responses的总和。通过从头算理论计算评价各个NC响应，并且通过考虑作为NC尺寸和氧化程度的函数的光学性质的趋势来进行求和。与实验结果的比较表明，一个很好的匹配的光谱，也没有任何调整的参数。最后，适应模型，以重现实验数据的可能性进行了探索和讨论。
2013-06-12 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of CdTe nanocrystals: A tight-binding study
在考虑自旋-轨道相互作用的sp^3s* 紧束缚模型下，对化合物半导体量子点（QD）的电子结构进行了计算.哈密顿矩阵对角化的CdTe量子点尺寸高达60 μ m。通过对态密度和波函数的分析，发现表面悬挂键被氢钝化。计算的能隙的尺寸依赖性与现有的实验数据显示出合理的协议。我们的对称性分析表明，与三带有效质量模型的预测报告相比，基本的带间跃迁仍然偶极允许在CdTe纳米晶体。
1999-02-09 cond-mat.mes-hall
Spin dynamics in semiconductor nanocrystals
利用时间分辨法拉第旋转研究了化学合成的直径为22-80埃的CdSe纳米晶的横向和纵向自旋弛豫。横向磁场中光注入自旋的旋进发生在不同的频率上，通过系统地研究尺寸依赖性和理论计算，将其分配给电子和激子自旋。它示出的横向自旋寿命是有限的不均匀的退相的程度，不能单独占NC尺寸分布。纵向自旋弛豫在这些NC发生在几个不同的时间尺度范围从100 ps-10微秒，并表现出显着不同的依赖于温度和字段相比，横向自旋弛豫。
2002-04-10 cond-mat.mes-hall
Probing Interband Coulomb Interactions in Semiconductor Nanocrystals with 2D Double-Quantum Coherence Spectroscopy
使用先前开发的激子散射模型考虑带间，即，激子-双激子、库仑相互作用的基础上，导出了二维双量子相干性信号的封闭方程组。信号依赖于刘维尔空间路径，其中包括带间散射过程和带间和带内光学跃迁。这些过程对应于2D光谱中不同交叉峰的形成。我们进一步报告我们的数值计算的2D信号使用减少的水平方案参数化的PbSe NC。两种不同的NC激发制度考虑和独特的光谱特征与带间库仑相互作用的确定。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall
Long-Range Electron Transport in Prussian Blue Analog Nanocrystals
我们报告电子输运测量通过纳米尺度的设备组成的1至3普鲁士蓝类似物（PBA）纳米晶体连接在两个电极之间。我们比较了两种类型的立方纳米晶体，CsCoFe（15 nm）和CsNiCr（6 nm），沉积在高度取向的热解石墨和导电AFM接触。测得的电流与PBA纳米器件的长度（最多45 nm）呈指数依赖关系，CsCoFe和CsNiCr纳米晶体的衰减因子\b{eta}分别在0.11 - 0.18 nm-1和0.25 - 0.34 nm-1范围内。从理论分析的电流-电压曲线的纳米尺度的设备由一个单一的纳米粒子，我们推断，电子输运介导的局部d带在0.5 eV左右的电极费米能量在两种情况下。通过与先前报道的从头计算结果的比较，我们初步确定所涉及的轨道为填充Fe（II）-t2 g d带（HOMO）的CsCoFe和半填充Ni（II）-eg d带（SOMO）的CsNiCr。对于多纳米颗粒纳米级器件（电极之间的2个和3个纳米晶体）测量的电导值与相邻PBA之间的非共振状态中的多步相干隧穿一致，简单模型给出了由静电相互作用介导的相邻PBA纳米晶体之间的强耦合（约0.1 - 0.25 eV）。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall
Strain tunability of electron and hole g-factors in CsPb$X_3$: bulk and nanocrystals
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）
本文通过18带k·p模型和线性响应理论，研究了CsPbX3体相和纳米晶中电子与空穴g因子对应变的响应，发现体相g因子可大范围调谐甚至过零，而纳米晶因量子限域对应变不敏感。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton fine structure in nanocrystals: effect of cuboidal and spheroidal shapes
Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院约费研究所）
该研究建立了不同形状纳米晶体的激子精细结构理论，揭示了包络波函数立方对称的交换贡献及相关各向异性对激子态的影响。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall
Dielectric Constant and Charging Energy in Array of Touching Nanocrystals
计算了介电常数为$\varepsilon$的球形纳米晶体（NC）周期阵列在介电常数为$\varepsilon_m \ll \varepsilon$的介质中的有效宏观介电常数$\varepsilon_a$。对于一组直径为$d$且中心之间的距离为$D$的NC，这些NC由小距离$s=D-d \ll d$分开或由半径为$ρ\ll d$的小面彼此接触，$ρ\ll d$等于$s < 0$，$|s| \ll d$，我们推导出函数$\varepsilon_a(s)$在极限$\varepsilon/\varepsilon_m \gg 1$中的两个解析渐近式。使用缩放假设，我们在$s=0$附近在它们之间插值，以获得$\varepsilon/\varepsilon_m \gg 1$的新的近似函数$\varepsilon_a(s)$。它与现有的数值计算$\varepsilon/\varepsilon_m =30$，而标准的平均场Maxwell-Garnett和Bruggeman近似不能描述的类似行为的$\varepsilon_a(s)$的$s = 0$附近。我们还表明，在这种情况下，一个单一的NC的充电能量$E_c$在一个阵列中的触摸NC具有非平凡的关系$\varepsilon_a $，即$E_c = αe^2/\varepsilon_a d$，其中$α$从1.59到1.95取决于所研究的三维晶格。我们的…
2016-03-18 cond-mat.mes-hall
Simulations of nonradiative processes in semiconductor nanocrystals
空间受限的半导体纳米晶体中载流子的动力学描述是现代计算科学面临的一个巨大挑战。这些NC通常包含数千个原子和数万个价电子，其在低激发能下具有离散谱，类似于原子和分子，其在较高能量下收敛到连续体体积极限。为分子开发的计算方法仅限于非常小的纳米团簇，并且由于NC中缺乏平移对称性，具有周期性边界条件的散装系统的方法不适合。这种观点的重点是我们最近的努力，在开发一个统一的原子模型的基础上的半经验赝势的方法，这是参数化的第一性原理计算和实验测量验证，描述两个主要的非辐射弛豫过程的量子限制激子：激子冷却和俄歇复合。我们专注于电子-空穴和激子-声子相互作用的描述在我们的方法和讨论的大小，形状和接口上的电子性质和动力学的II-VI和III-V半导体NC的作用。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal mechanism of luminescence enhancement in doped perovskite nanocrystals from symmetry analysis
金属卤化物钙钛矿纳米晶体已经表现出优异的光电性能，用于发光应用。可以使用与各种金属（M2+）的等价掺杂来定制和增强它们的光发射。尽管对最大限度地提高成绩至关重要，但仍然缺乏对这种兴奋剂的普遍工作机制的理解。在这里，我们直接比较的光学性质的纳米晶体含有最常用的掺杂剂，在相同的合成条件下制造。我们表明，第一次明确和支持的第一性原理计算和分子轨道理论，元素非特定的电子效应，而不是特定的电子效应主导这些属性下的设备相关的条件。大多数掺杂剂对钙钛矿电子结构的影响主要基于局部晶格周期性断裂和所产生的载流子局部化，导致增强的辐射复合，而掺杂剂特异性杂化效应起次要作用。我们的研究结果提出了选择掺杂剂的具体指导方针，以最大限度地提高所需光电子器件中钙钛矿发射体的性能。
2022-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiple exciton generation in nano-crystals revisited: Consistent calculation of the yield based on pump-probe spectroscopy
多激子产生（MEG）是在半导体纳米晶体中吸收通常高于带隙两倍的高能光子时产生多于一个激子的过程。它可以用时间分辨光谱学如瞬态吸收测量进行实验观察。MEG产率的定量通常通过假设双激子信号是来自单个激子的信号的两倍来进行。在这里，我们表明，这种假设并不总是合理的，可能会导致重大错误的估计MEG产量。我们开发了一种方法来确定适当的比例因子的信号从瞬态吸收实验。使用的方法，我们发现适度的MEG产量在铅硫族化物纳米晶体，包括纳米棒。
2013-02-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
On the Mechanical and Electronic Properties of Thiolated Gold Nanocrystals
我们提出了一个定量的探索，结合实验和模拟，的机械和电子性能，以及由烷基硫醇化涂层引起的修改，在单个NP水平。我们确定的纳米粒子的外部压力在一个控制的方式，通过使用原子力显微镜针尖的响应。我们发现一个强大的减少，其杨氏模量，相比，散装黄金，和显着的影响应变的电子性质的烷基硫醇化的纳米粒子。电子输运测量微小的分子结（NP/烷基硫醇/CAFM尖）表明，通过吸附单层的有效隧穿势垒强烈降低与增加施加的负载，这转化为一个显着的和前所未有的增加的隧道电流。这些观察结果成功地解释了使用模拟的基础上有限元分析（FEA）和第一性原理计算，允许考虑系统的机械响应和电偶极子的变化之间的耦合在接口。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction of scanning probes with semiconductor nanocrystals; Physical mechanism and basis for near field optical imaging
我们研究了金属和半导体原子力显微镜（AFM）针尖附近的单半导体双量子点（NC）的光致发光（PL）的改变。尖端的存在通过干涉改变了发射器的辐射衰减速率，并通过能量传递到尖端材料打开了有效的非辐射衰减通道。这些效应导致发射器的PL强度的淬灭（或增强），作为其与相互作用尖端的距离的函数。我们利用这种高度距离依赖效应来实现高分辨率光学成像的对比度机制。通过与InAs NC的化学功能化，将AFM针尖优化为能量受体，以实现低至30 nm的光学分辨率。所提出的实验方案提供了高分辨率的光学信息，同时保持传统的AFM成像的好处。我们直接测量单个NC的PL强度作为尖端距离的函数。我们的结果与描述振荡偶极子与平面镜相互作用的经典理论模型的计算结果吻合得很好。
2005-11-27 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Spectroscopic Determination of Site-Selective Ligand Binding on Single Anisotropic Nanocrystals
本研究利用同步辐射红外纳米光谱、原子力显微镜、扫描隧道显微镜及第一性原理模拟，证实空间位阻异腈配体优先结合银纳米立方体高曲率位点，为设计定制配体调控表面化学提供新途径。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Further improvement of lattice thermal conductivity from bulk crystalline to 1-D-chain polyethylene: A high-yet-finite thermal conductivity using first-principles calculation
我们使用基于第一性原理的非谐晶格动力学方法计算了块状结晶和单链聚乙烯（PE）的热导率（\k{appa}）。尽管其在非晶态下具有低的\k{appa}，但预测的块体晶体在室温下具有高的轴向\k{appa}（237 W/m-K）。测量的低得多的\k{appa}归因于合成的半结晶PE中纳米晶体的小尺寸（~10 nm）。对于1-D链，预测的\k{appa}大得多，但有限（1400 W/m-K在室温下）。减少链间范德华相互作用引起的散射相空间的减少解释了这种较大的\k{appa}。研究还发现，横向声子分支与二次色散作出微小的贡献，这是由于他们的消失在长波长极限的群速度。此外，低频弯曲和扭转声子模式是强耦合的，并主导非谐声子散射，导致有限的\k{appa}。预测的高\k{appa}的块状和链状PE晶体使聚合物在热管理中的使用和上述声子散射为其纳米设计提供指导。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Tailoring defects and nanocrystal transformation for optimal heating power in bimagnetic $Co_yFe_{1-y}O@Co_xFe_{3-x}O_4$ particles
本研究通过调控钴掺杂量与缺陷结构优化双磁性氧化铁核壳纳米晶的磁性能，结合实验与模拟阐明其结构-性能关联，验证了其在磁热疗应用中的加热效率潜力。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Equilibrium Thermochemistry and Crystallographic Morphology of Manganese Sulfide Nanocrystals
Washington University in St. Louis（圣路易斯华盛顿大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Delaware（特拉华大学）
本研究利用DFT预测MnS纳米晶在不同硫化学势下的平衡形态，发现RS形态倾向于立方体，ZB形态从十二面体转变为多面体，WZ形态呈棒状，揭示了MnS纳米晶形态调控的热力学机制。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Comment on "Band structure engineering of graphene by strain: First-principles calculations"
在单轴应变下石墨烯的电子能带结构的第一性原理计算中，Gui、Li和Zhong [Phys.Rev.B \textbf{78}，075435（2008）]已经发现了费米能级处的带隙打开。这一发现与石墨烯的紧束缚描述相冲突，该描述对于小应变是闭合的间隙。在这篇评论中，我们提出了第一性原理计算，反驳了应变打开石墨烯带隙的说法。
2009-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
