一维双方势垒量子隧穿的研究及其数值模拟

量子隧穿效应在实际技术中具有重要应用,本文首先展示了如何求解一维任意边界非对称以及对称双方势垒的透射系数,然后研究了对称双方势垒透射系数对垒宽、垒间距以及微观粒子入射能量与垒高比值(E/U 0)的变化依赖关系.最终得出以下结论,随着双方势垒垒宽的增加,透射系数从最大值1衰减至最小值0.随着垒间距的增加,透射系数呈现周期振荡,本文首次推导得出透射系数最大时对应的垒间距解析表达式,并给出振荡的周期,进一步证明得到它等于微观粒子的德布罗意波长.当垒宽越小时,随着E/U 0的增大,透射系数更容易达到1,并且保持不变,当垒间距越大时,随着E/U 0的增大,透射系数振荡周期变大,而振幅变小,粒子更容易实现共振隧穿.     

一维三方势垒量子隧穿特性的研究

本文通过严格求解定态薛定谔方程,研究了一维对称三方势垒的量子隧穿特性,解析地给出透射系数的精确表达式,并且数值模拟了势垒高度、势垒间距以及粒子入射能量对透射系数的影响.结果表明：当取不同的势垒宽度,或者不同的粒子入射能量时,透射系数随着势垒间距的增加而呈现出明显的周期式振荡.将一维对称双方势垒和三方势垒进行比较,透射系数随着势垒间距的增大,均呈现周期性振荡,并且振荡周期相同,但三方势垒振荡更剧烈,振幅越大,并且三方对称势垒是双峰曲线,而双方对称势垒是单峰曲线.该特性为设计新型纳米器件以及共振隧穿量子器件等提供理论指导.     

处理具有任意形状势垒的磁性隧道结中电子输运的一个简单方法

在Slonczewski自由电子模型的基础上,提出了一个可用于处理具有任意形状势垒的磁性隧道结中磁电子输运的简单方法,并以三种常见构形的势垒,即梯形势垒,计入了镜像势的梯形势垒和抛物线势垒为例,讨论了势垒形状对隧穿磁电阻及其随偏压变化的影响. 关键词： 磁性隧道结 隧穿磁电阻 任意形状势垒 非零偏压     

一维无限深梯形势阱中微观粒子波函数和能级的半解析解

利用特殊函数研究了一个数学形式简单但物理内涵丰富的新势阱——一维无限深梯形势阱,并得到了处于该势阱中微观粒子的波函数和能级的半解析解,其结果可以用来从理论上分析梯形沟道势阱的二维电子气的物理机制.此外指明了它与熟知的一维无限深方势阱和三角势阱的联系与区别,并基于对应原理讨论了该模型下粒子波函数的特征.     

一维势垒散射中粒子的概率分布

利用数值计算方法研究了E>U0、0相似文献   

一维位势透射系数的计算与谐振隧穿现象的研究

使用具有不同有效质量的一维多阶梯势透射系数的递推计算公式,可以方便地计算任意形状的一维分区位势的透射系数。给出了几种位势的透射系数随入射粒子能量变化的曲线,研究了谐振隧穿现象。对半导体材料GaAlAs/GaAs/GaAlAs的谐振隧穿现象进行了较详细的讨论。计算结果表明,对于两对称方势垒夹一个任意形状势阱的位势,也可能存在谐振隧穿现象。     

微观粒子双方势垒遂穿研究

讨论具有确定能量的一维微观粒子对双方势垒的遂穿问题,计算其透射系数,发现双方势垒的透射系数并不等同于两个单方势垒紧挨在一起时的透射系数,但在一定条件下两者相等;同时也导出了微观粒子遂穿双方势垒时发生共振遂穿的条件,并对计算结果进行了讨论。     

量子力学势垒穿透问题的光学类比

用量子态的线性叠加原理和波函数及其一阶导数的连续性,求解一维方势垒散射问题,得出各区域的波函数,最后求出了反射系数、透射系数以及势垒内部的概率流密度和概率分布,并得到由散射态过渡到束缚态的条件,另外,还将其自然过渡到一维对称方势阱的问题上去。     

重离子位垒下熔合——多维位垒透射及动力学过程的研究

前言入射能量接近和低于库仑位垒能区的重离子熔合反应是当前重离子反应研究中一个十分活跃的前沿领域。实验和理论的探索已经证实并描述了高于位垒的低能区重离子(轻核到中重核)反应主要经历的全熔合反应机制。两个硬球在一维(径向距离)库仑+核势相互作用下碰撞、并越过熔合位垒熔合的图像给出了对于垒上低能区全熔合截面的相当好的拟合。然而,相当简化的一维位垒模型的成功是由于垒上低能区全熔合截面一般说来并不灵敏于其它自由度。     

基于Matlab的势垒贯穿透射系数研究

粒子在经过一个势垒时,无论粒子能量和势垒高度存在怎样的关系,理论上都有一定的透射.本文用Matlab软件探讨了粒子对于宽度为n*a的势垒和n重宽度为a的势垒进行贯穿时的透射系数.研究结果说明:在E/U1情况下,宽度为na的势垒的贯穿透射系数较n重宽度为a的势垒的贯穿系数大;当E/U1时,情况则相反.     

一维无限深梯形势阱中微观粒子波函数和能级的数值解和变分解

介绍了一种用来求解二阶常微分方程边值问题的算法,即著名的Numerov算法,并通过这种算法和打靶法得到了一维无限深梯形势阱中粒子波函数和能级的数值解.此外构造了幂函数和三种统计分布乘积形式的试探波函数,通过变分法得到了一维无限深梯形势阱的基态能.     

一维Hulthén势场中Klein-Gordon粒子的透射共振

用Heaviside函数构造出一维对称的Hulthén势垒,求解了其满足的Klein-Gordon方程. 散射态的精确解可以由超几何函数表示, 透射系数T和反射系数R能由Klein-Gordon 方程满足的边界条件得到.并由流密度守恒推导出低动量粒子发生透射共振的条件. 关键词： Klein-Gordon方程 Hulthén势垒 散射态 透射共振     

双模压缩真空态和纠缠相干态的一维势垒散射

分析了双模压缩真空态和纠缠相干态的一维势垒散射问题,结果表明,两种散射态的纠缠度都随势垒的透射系数呈类抛物线关系,且抛物线谷底对应半反半透势垒.前者的纠缠度还随入射压缩因子呈类抛物线关系,后者随入射纠缠呈线性关系.两种散射的保真度都可以由透射系数的增加而得到提高,但前者还会随入射压缩因子的增大而降低,后者随入射相干态模的增加而降低.     

论一维方势垒穿透

量子隧穿是量子力学中一种重要的量子现象,本文对一维方势垒穿透问题作了全面的讨论,并统一了现行量子力学教材中3种不同情况(即:粒子能量E＞势垒高度V0、E＜V0和E=V0)的解.引入“约化势垒”,讨论了一些极端条件下一维方势垒穿透的物理现象.     

重离子极端垒下熔合

采用Skyrme能量密度泛函研究重离子极端垒下熔合反应。基于Skyrme能量密度泛函以及扩展的Thomas-Fermi近似得到的入射道熔合势垒,结合我们提出来的经验的势垒分布函数,计算了一系列熔合体系的近垒熔合截面,与实验数据能很好地符合。进一步考虑熔合势垒曲率的能量依赖,研究了一些体系的极端垒下熔合,发现极端垒下熔合截面深度压低现象能被满意地再现。     

利用转移矩阵方法求解一维散射问题

利用转移矩阵方法,求解粒子通过任意势垒的透射系数及反射系数,并给出粒子的概率密度分布曲线.     

Al2O3隧道结势垒参数与上电极金属的相关性

本文采用两种极端情况的梯形势垒模型对上电极分别为Au,Ag和Cu的三种Al-Al₂O₃-M隧道结势垒参数进行了研究,通过用上述模型对77K温度下结的伏安特性进行拟合计算表明:这两种模型都能很好地解释实验结果;所得到的势垒参数表现出与结上电极金属的原子半径、金属材料的脱出功以及Al₂O₃绝缘介质的电子亲合势有关。 关键词：     

分子电子器件简化模型的电子透射谱的计算

基于分子线耦合到电极的构成特点,采用简化的非对称多势垒连续隧穿模型模拟复合分子器件偏压下的电子隧穿过程,推导电子透射谱的解析表达式,同时计算垒宽、垒距、垒高、电子有效质量和所加偏压等参数与透射系数的关系,结果发现：当电子的能量为某些值时,出现明显的共振隧穿,且透射系数对这些参数的变化非常敏感,这表明可以通过适当的控制方式（如改变复合分子组成、构型等）来修改分子电子器件的输运性质. 关键词： 分子器件 非对称势垒模型 电子透射谱 共振隧穿     

纳米静态随机存储器低能质子单粒子翻转敏感性研究

针对65, 90, 250 nm三种不同特征尺寸的静态随机存储器基于国内和国外质子加速器试验平台, 获取了从低能到高能完整的质子单粒子翻转截面曲线. 试验结果表明, 对于纳米器件1 MeV以下低能质子所引起的单粒子翻转截面比高能质子单粒子翻转饱和截面最高可达3个数量级. 采用基于试验数据和器件信息相结合的方法, 构建了较为精确的复合灵敏体积几何结构模型, 在此基础上采用蒙特卡罗方法揭示了低能质子穿过多层金属布线层, 由于能量岐离使展宽能谱处于布拉格峰值的附近, 通过直接电离方式将能量集中沉积在灵敏体积内, 是导致单粒子翻转截面峰值的根本原因. 并针对某一轨道环境预估了低能质子对空间质子单粒子翻转率的贡献.     

GaN真空面电子源光电发射机理研究

采用Cs源持续、O源断续的交替方法成功激活了GaN光电阴极,原位测试了透射模式下的光谱响应曲线,获得了透射模式下高达13%的量子效率.从一维定态薛定谔方程入手,得到了GaN真空面电子源材料的电子透射系数的表达式.对于一定形状的阴极表面势垒,电子透射系数决定于入射电子能量、表面势垒的高度和宽度.根据具有负电子亲和势(NEA)特性的透射式GaN光电阴极的能带及Cs,O覆盖过程中阴极表面势垒的变化情况,结合双偶极层[CaN(Mg):Cs]:O-Cs表面模型,分析了GaN真空面电子源材料NEA特性的形成原因.研究表明:Cs,O激活过程中形成的双偶极层对电子逸出起促进作用,双偶极层的形成是材料表面真空能级下降的原因. 关键词： GaN 电子源 透射系数 双偶极层