新型纳米磁性材料的磁性机理及其物理性质的研究

分子磁体的研究已经成为当今物理学、化学、材料学等相关学科的热门前沿课题之一。该项目利用简化模型的理论分析和第一性原理数值计算的方法，探索在分子磁体介质中实现超慢孤子、高效混频转换、纠缠制备与控制、量子计算、光学双稳与多稳态控制的新方案，同时，通过对磁性材料的能带、态密度、磁矩、光学光谱的分析来讨论该材料的电子结构、自旋、低温光学性质等，从而揭示分子磁性材料的磁性来源，阐明材料中的各种磁相互作用机理，并试图解释现有实验现象。这种研究不仅有助于理解和掌握分子磁体介质中相干非线性光学的新特性，而且有助于促进光学、凝聚态物理、材料等相关领域的交叉融合。推动分子磁体介质在量子信息处理、材料合成、纳米器件、药物磁性导入等方面的应用。

该课题研究新型纳米材料弱光非线性性质及其相关的应用。在该项目的资助下，我们小组系统研究了分子磁体材料中弱光相干非线性性质，讨论了声波呼吸子在分子磁体介质中的动力学特性，提出了在分子磁体材料中实现巨克尔效应的新方案，并给出了实现基态亮、暗孤子的参数范围，详细讨论了半导体波导中双色孤子的形成以及动力学演化；研究了腔QED 与自旋链系统中纠缠动力学演化，讨论了量子纠缠突然死亡、恢复和纠缠突然产生。揭示了自旋与轨道相互作用和外界耦合与纠缠突然死亡的现象的关系。提出了用特殊的三粒子纠缠态进行量子密集编码的方案，等等。. 在该项目资助的期间，我们小组已在Phys Rev E, Euro. Lett, Opt. comm, J. Phys. B等国内外著名学术期刊上发表了一系列有一定影响的论文（20多篇SCI论文），SCI论文他人引用几十余次，获2011年湖北省自然科学二等奖一次，与其他几个研究小组建立了密切的合作关系， 1名研究生在读。