InAs/InP柱型量子线中隧穿时间和逃逸问题的研究

在有效质量近似和绝热近似下,利用转移矩阵法研究了电子通过In As/In P/In As/In P/In As柱形量子线共振隧穿二极管的输运问题,分析和讨论了电子居留时间以及电子的逃逸过程.详细研究了外加电场、结构尺寸效应对居留时间和电子逃逸的影响.居留时间随电子纵向能量的演化呈现出共振现象;同时,结构的非对称性对电子居留时间有很大的影响,随着结构非对称性的增加,居留时间表现出不同的变化.利用有限差分方法研究了非对称耦合量子盘中电子的相干隧穿逃逸过程.     

通过纳米硅中量子点的共振隧穿

用纳米硅(nc-Si∶H)薄膜制成了隧道二极管，并在其I-V曲线上发现了不连续的量子化台阶.二极管的I-V曲线可分成二部分：(1)0—7V，电流随外加电压增大而增大；(2)7—9V，电流随外加电压急剧增大并出现三个量子化台阶.量子化台阶的出现直接与纳米硅中的晶粒有关，根据nc-Si∶H的独特结构，对载流子的传导通道进行了讨论；用通过nc-Si∶H中量子点的共振隧穿对I-V曲线进行了初步解释. 关键词：     

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.     

通过带有侧向耦合量子点的量子线中的光辅助隧穿

应用非平衡格林函数方法,研究了带有微波调制的侧向耦合量子点的量子线中的光辅助隧穿.在考虑了量子干涉和微波场的情况下,得出并讨论了电子传榆幅度和相位方面的信息.电子传输幅度显示出一系列的反共振峰(对应图中的谷结构).峰值的高度与振荡的微波场的幅度和频率有关,而峰的位置只与微波场的频率有关.在有限温的情况下,反共振峰值的高度随着温度的增加而减小,当温度足够高时,反共振峰会消失,特别地,在一定的温度下,低温下谷的地方会演变成峰.     

均匀横向磁场条件下抛物量子阱结构中的共振隧穿

采用简单的数值计算方法研究了均匀横向磁场条件下通过抛物量子阱结构的共振隧穿。计算了几种GaAs-AlxGa1-xAs-GaAs抛物阱结构的透射系数。结果表明：磁场增加时，共振峰向高能区移动，新的共振峰出现；同时讨论了回旋中心在不同位置时，抛物阱结构的J-V 特性。我们发现回旋中心在抛物阱中心时更有助于解释实验，并且能够得到和实验一致的结果：磁场增加，电流峰值减少且向高偏压移动。     

半导体量子器件物理讲座第四讲 共振隧穿器件及其电路应用

当一个电子的能量低于势垒高度时,它仍可以隧穿通过势垒,在一定条件下,双势垒结构中电子的隧穿几率甚至可以接近1,利用这种共振隧穿现象可以做成共振隧穿二极管,它的电流－电压特性曲线中会出现负微分电阻,利用这种负阻效应可以做成高频振荡器和倍频器等电子器件,双势垒结构与通常的双极晶体管结合可以做成共振隧穿双极晶体管,它们可以用来做成多态记忆器和模数转换器等器件。     

InAs自组装量子点GaAs肖特基二级管的电学特性研究

分析研究了GaAsInAs自组装量子点的电输运性质,通过对实验数据的分析,讨论了Schottky势垒对InAs量子点器件的影响和IV曲线中迟滞回路以及电导曲线中台阶结构产生的原因.迟滞回路和台阶的出现与电场中量子点的充放电过程相关:迟滞回路反映了量子点充电后对载流子的库仑作用,而电导台阶则反映了量子点因共振隧穿的放电现象 关键词： 迟滞现象 自组装量子点 共振隧穿     

量子相空间中对称受驱双势阱系统的量子隧穿动力过程

本文以纠缠轨线分子动力学方法研究对称受驱双势阱系统的量子隧穿动力学过程.驱动力的幅度和频率改变将对量子隧穿动力学过程产生巨大的影响,这为人们自主控制这一重要的过程提供理论基础.当体系的经典动力学呈现混沌状态时,它的量子动力学过程将发生显著的变化.在强驱动力作用下,双势阱系统的量子共振频率隧穿和非共振频率隧穿因为混沌行为的出现明显增强.通过对比相空间中具有相同初始态的纠缠轨线和经典轨线演化,我们给出量子隧穿过程清晰的物理图像.最后,我们讨论量子隧穿动力学过程中体系不确定度的演化和反映波包动力学过程的自关联函数演化.     

双量子阱中光子辅助电子自旋隧穿

采用单电子有效质量近似理论, Floquet理论和传递矩阵方法, 对包含时间周期场的双量子阱中单电子的自旋隧穿特性进行了研究, 对InP/InAs半导体材料进行了数值计算. 重点研究了Rashba型和Dresselhaus型自旋轨道耦合、量子阱结构以及偏压对电子隧穿的影响. 这些结果可以为设计和调控半导体自旋电子器件提供一定的理论依据. 关键词： 光子辅助隧穿 隧穿概率 量子阱     

VARIATIONAL CALCULATION ON GROUND-STATE ENERGY OF BOUND POLARONS IN PARABOLIC QUANTUM WIRES

Within the framework of Feynman path-integral variational theory, we calculate the ground-state energy of a polaron in parabolic quantum wires in the presence of a Coulomb potential. It is shown that the polaronic correction to the ground-state energy is more sensitive to the electron－phonon coupling constant than the Coulomb binding parameter, and it increases monotonically with decreasing effective wire radius. Moreover, compared to the results obtained by Feynman Haken variational path-integral theory, we obtain better results within the Feynman path-integral variational approach (FV approach). Applying our calculation to several polar semiconductor quantum wires, we find that the polaronic correction can be considerably large.     

量子线,量子点和它们的激光器

介绍了半导体量子线、量子点的自组织生长法和掩膜表面选择局部生长法，讨论了量子线、量子点激光器的优点以及遇到的问题，指出了大小均匀性是实现量子线、量子点激光器的主要障碍．     

第三讲 量子纠缠态

量子纠缠是量子力学的奇妙特性之一 .文章对量子纠缠的历史作了简单回顾 ,介绍了近年来在纠缠的度量和纠缠态的判别及其分类方面的主要进展 .     

量子态的概率克隆和认证

随机地选自一组非正交的量子态不可能通过幺正过程精确克隆。但是如果 幺正演化和选择性测量过程结合起来,则可以以一定的概率精确地克隆上述输入态,文章简述了概率克隆研究的最新进展,并同它和量子态认证之间的密切联系。     

激子效应对双曲型量子线中非线性光学吸收率的影响

本文研究了双曲型量子线的三阶非线性光学吸收率,着重研究了激子对其影响,并且利用密度矩阵算符理论导出了三阶非线性光学吸收率的解析表达式。最后,以A1GaAs/GaAs双曲型量子线为例作了数值计算。数值结果表明,当线宽增加时,激子效应对三阶非线性光学吸收率的影响越来越弱,特别是,当线宽接近于扩散长度时,激子效应将显着减弱。     

相干态的叠加态的量子统计性质

本文研究了相干态的叠加态的量子统计性质.结果表明,相干态的叠加态仅存在奇次幂的高阶压缩效应,而不存在偶次幂的高阶压缩效应.给出了高阶压缩和高阶反聚束效应与叠加系数间的函数关系.高阶压缩要求叠加系数的辐角取值满足cosθ>exp(-2|α|²),而高阶反聚束效应则要求0.5π<θ<1.5π.奇偶相干态的有关结果均作为特例应包含在本文的一般结论之中.     

表面光学声子对柱形量子线中三次谐波振荡的影响

本文利用密度矩阵方法研究了表面光学声子对柱形量子线中三次谐波振荡的影响,并且导出了三次谐波振荡的表达式。然后,以GaAs柱形量子线为例作了数值计算。研究表明,当柱形量子线的横向半径d非常小时,电子和表面光学声子之间的耦合强度就非常大,表面光学声子对三次谐波振荡的影响就更强。     

自组织量子点的量子态光学探测(英文)

半导体量子点主要包括在真空中外延生长的自组织量子点和在溶液中采用化学方法合成的胶体量子点,由于量子限制效应所导致的分立能级结构使得它们通常被称为"人工原子"。和自然原子不同,半导体量子点的能级结构强烈依赖于其尺寸和形状,这样就提供了更为灵活的方法来控制固体材料中的光与材料的相互作用。近年来,许多类原子的量子光学现象(包括量子干涉、Rabi振荡和Mollow荧光)都已经在单个的自组织量子点中揭示出来。与此形成对比的是,上述所有的类原子量子光学特性目前还没有在单个的胶体量子点中观察得到。在本文中,我们将侧重于介绍我们科研组以及我们和别的科研组合作对单个自组织量子点的单量子态在光学探测和相干控制方面完成的一系列工作。对单个的胶体量子点,我们认为量子相干特性的测量和控制将在新近合成的非荧光闪烁或荧光闪烁得到抑制的材料体系中得以实现。     

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场的奇次幂N次方Y压缩

本文利用多模压缩理论 ,研究了第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场 |ΨI(ab) 〉q的广义非线性奇次幂N次方Y压缩特性 ,结果发现 :在压缩幂次数N取奇数时 ,若构成态|ΨI(ab) 〉q的宏观上可以分辨的两个量子光场态的强度和各对应模初始相位不相等时 ,态|ΨI(ab) 〉q的第一或第二正交分量在一定条件下总可分别呈现出周期性变化的奇次幂N次方Y压缩的效应 这一结果与文献 4的研究报道截然不同     

第I种非对称两态叠加多模叠加态光场的任意不等阶Y压缩

利用多模压缩态理论研究了第种非对称两态叠加多模叠加态光场|Ψ_Iab〉_q的任意不等阶N_j次方Y压缩特性.结果发现:对于任意压缩阶数N_j,态|Ψ_Iab〉_q在一定条件下总可呈现出任意不等阶N_j次方Y混合压缩效应,但在某一压缩阶数区域内并不一定呈现压缩效应;压缩阶数N_j满足特定条件(N_mj=4_mj;4_mj+1;4_mj+2;4_mj+3,其中j=1,2,3,…,…q)时的不等阶N_j次方Y压缩效应仅仅是本文的理论结果在N_j在某一特定条件下的特例.