纳米硅薄膜的量子特征及其应用前景

文章通过对纳米硅薄膜结构组分的研究,从实验和理论上共同探讨了其低维量子特征,并由此提出其电输运机制及其可见发光机理。最后,综合纳米硅薄膜的各种新颖物性,展望了其在纳米电子学和ＭＥＭＳ（微机电系统）领域内的应用前景。     

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。     

铁磁金属量子阱态的共振隧穿

非铁磁金属层中的量子阱态在磁输运过程中的重要性已被广泛认识.铁磁金属层中自旋极化的量子阱态以前并没有详尽的理论研究;实验上也没有清晰地观测到自旋极化量子阱态的隧穿.文章介绍了最近由卢仲毅、张晓光和Pantelides［1］预言的Fe/MgO/FeO/Fe/Cr和其他铁磁量子阱隧道结中的共振隧穿,并解释铁、钴、铬的Δ1能带的对称性在这种共振隧穿中的作用.     

铁磁金属量子阱态的共振隧穿

非铁磁金属层中的量子阱态在磁输运过程中的重要性已被广泛认识．铁磁金属层中自旋极化的量子阱态以前并没有详尽的理论研究；实验上也没有清晰地观测到自旋极化量子阱态的隧穿．文章介绍了最近由卢仲毅、张晓光和Pantelides预言的Fe／MgO／FeO／Fe／Cr和其他铁磁量子阱隧道结中的共振隧穿，并解释铁、钴、铬的△1能带的对称性在这种共振隧穿中的作用．     

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     

ZnCdSe量子阱/CdSe量子点耦合结构中的激子隧穿过程

用室温光致发光谱和飞秒脉冲抽运探测方法对不同垒宽的ZnCdSe量子阱/ZnSe/CdSe 量子点新型耦合结构中激子隧穿过程进行研究，观察到激子从量子阱到量子点的快速隧穿过 程.在ZnSe垒宽为10nm, 15nm, 20nm时，测得激子隧穿时间分别为1.8ps, 4.4ps, 39ps. 关键词： ZnCdSe量子阱 CdSe量子点 激子 隧穿     

双势垒磁性隧道结中量子阱共振隧穿效应的第一性原理理论

磁性隧道结材料中自旋相关的量子阱态所导致的共振隧穿现象具有很重要的研究和应用价值.文章介绍了最近在Fe(001)/MgO/Fe/MgO/Fe双势垒磁性隧道结中存在的量子阱共振隧穿效应的理论研究工作.通过量子阱态的第一性原理的计算以及结合对中间Fe薄膜孤岛结构所导致Coulomb阻塞效应的分析,证实了最近Nozaki等人(Nozaki T et al. Phys. Rev. Lett., 2006,96:027208 )实验中得到的振荡效应确实来源于中间Fe层多数自旋电子在Γ点处形成的Δ1对称性的量子阱态.     

双势垒磁性隧道结中量子阱共振隧穿效应的第一性原理理论

磁性隧道结材料中自旋相关的量子阱态所导致的共振隧穿现象具有很重要的研究和应用价值，文章介绍了最近在Fe（001）／MgO／Fe／MgO／Fe双势垒磁性隧道结中存在的量子阱共振隧穿效应的理论研究工作，通过量子阱态的第一性原理的计算以及结合对中间Fe薄膜孤岛结构所导致Coulomb阻塞效应的分析，证实了最近Nozaki等人（Nozaki T et al．Phys．Rev．Lett．，2006，96：027208）实验中得到的振荡效应确实来源于中间Fe层多数自旋电子在Г点处形成的△1对称性的量子阱态．Coulomb阻塞效应的存在正是导致实验中低温下量子阱共振隧穿效应不够明显的主要原因．     

隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法,研究隧穿量子点分子模型与光场相互作用的量子信息保真度,通过计算机模拟出量子点分子、光场和系统的保真度随时间的演化图像,分析了压缩系数和失谐量对量子信息保真度的影响.结果表明：改变初始光场的压缩系数和失谐量能调节相互作用系统的量子信息保真度.     

RESONANT TUNNELING THROUGH COUPLED DOUBLE-QUANTUM-WELL

A double-well resonant tunneling structure has been investigated carefully using the nonequilibrium Green's function method. We find that in the transmission probability two maxima appear even when the two levels have the same energy. This characteristic is at-tributed to the resonant tunneliug through mixed quasibound states. The tunneling current formula through this system under a dc voltage has been derived exactly. Three different cases are considered and several novel properties are found, which manifest coherent charac-teristics of the tunneling process.     

宏观共振隧穿的新进展及其在量子信息处理中的应用

从量子力学诞生以来,关于宏观物体的运动是否遵循量子力学的辩论就一直没有停止过.上世纪八十年代初期以来,一系列在约瑟夫森结和超导最子干涉器件(SQUID)中观测到的实验结果,包括相位和磁通的宏观量子隧穿,能级量子化,宏观共振隧穿,和在微波驱动下的相干动力学过程对认为宏观物体的运动在满足一定条件下同样遵循量子力学规律的观点提供了强有力的实验证据.在众多已观察到的宏观量子现象中,宏观共振隧穿结合了能级分立和隧穿这两个最具特征的量子现象.由于宏观共振隧穿的观测无需使用高频电磁波激发,这就避免了实验结果也可以用经典物理解释的可能,所以在一个系统中观测到宏观共振隧穿可以说是展示该系统的量子属性的最有力证据.本文讨论近年来从理论和实验两方面理解耗散和磁通噪声对类似SQUID的双势阱系统宏观共振隧穿率和谱线形状的影响.评述宏观共振隧穿谱的测量在探寻、理解、克服超导磁通量子比特中的退相干机制并最终实现规模化量子计算方面的应用.     

含多层InAs量子点的双肖特基势垒二极管输运特性研究

研究了含多层InAs量子点结构的双肖特基势垒的电流输运特性,观察到了量子点的电子存储效应及其对电流的调制现象、电流多稳态现象和零点电压漂移现象.因为多量子点之间存在耦合作用,造成器件中的很多亚稳态.通过器件的输运特性显示出比含单层量子点器件更复杂的结果.随着外加电压的变化,器件经历很多弛豫过程.这些弛豫过程在电流电压曲线中造成很多电流跳跃结构和各种噪声结构 关键词： 多量子点 迟滞现象 单电子过程     

量子隧穿中的等效势垒

本文给出等效垫垒的概念及性质，利用等效势垒的性质可以使量子遂穿中的有关问题更容易解决。     

磁量子结构中二维自旋电子的隧穿输运

研究了零偏压和偏置电压作用下磁量子结构中自旋电子的隧穿输运性质. 结果表明电子自旋 输运的性质不仅取决于磁量子结构的构型、入射电子的能量和波矢, 而且取决于偏置电压. 在零偏压下, 由等同的磁垒磁阱构成的磁量子结构不具有自旋过滤的特点, 而由不等同的磁 垒磁阱构成的磁量子结构却具有较好的自旋过滤特点. 偏置电压极大地改变了磁量子结构中 电子的极化程度, 使得电子隧穿等同的磁垒磁阱构成的磁量子结构的输运性质也显著地依赖 于电子的自旋指向. 关键词： 磁量子结构 自旋电子 隧穿输运 自旋极化     

N重方势垒结构共振隧道效应研究

本文从理论上研究了N重方势垒结构的共振隧道效应,推导出透射系数及共振隧道条件的解析表达式,结果发现,由于多势垒结构(n≥3)量子阱间的耦合,共振能级不同于量子阱的本征值。此外,由透射系数表示式证实了多势垒结构电子透射谱在共振能级附近为Lorentzian型。所得结果对于分析透射系数随能量的变化关系,估计共振能级以及制造共振隧道器件都具有十分重要的意义。 关键词：     

耗散量子隧道系统中的局域—退局域转变

通过考虑声子基态变迭积分对隧道参量的重整化效应,本文提出一种新的方法来研究玻色型耗散量子隧道系统中的局域-退局域转变。研究表明,已有的理论结果主要建立在位移声子态近似的基础上,而本文的方法可以用来研究其它声子基态(如位移压缩声子态)对局域-退局域转变的影响。 关键词：     

反铁磁粒子的势助量子隧穿和宏观量子效应

用周期瞬子方法研究了反铁磁粒子中激发态量子隧道效应.给出了各种低激发态下的隧穿幅、能级分裂以及前置因子.用统计平均得到给定温度下的隧穿率.理论计算的隧穿率随温度的变化关系与实验结果相符. 关键词：     

玻色-爱因斯坦凝聚体在光势阱中的量子隧穿

微观粒子因具有波动性而能以一定的概率穿过比它动能更高的势垒，这一现象称为隧道效应，玻色-爱因斯坦凝聚体在不同的囚禁势阱中表现出不同的隧穿特性，文章作者用周期瞬子方法首次研究了光势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的量子隧穿，研究表明，处在光势阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体不仅表现出Landau-Zenner隧穿，而且出现新的Wannier-Stark隧穿，Wannier-Stark隧穿系数大约是Landu-Zener隧穿系数的1000倍，并得到了隧穿率随温度的变化规律，包括经典热激活、热助隧穿和量子隧穿，理论的计算结果与Yale大学和意大利INFM研究组关于Landau-Zener隧穿的实验结果相符合，同时给出了如何在实验上发现Wannier-Stark隧穿的参数区间。     

A MICROSCOPIC MODEL OF ATOMIC TUNNELING STATES IN AMORPHOUS SOLIDS

A microscopic model of atomic tunneling states in amorphous solids is presented. It is shown that the existence of two-level system (TLS) is closely related to the void-Like structuxe defects and dangling bonds in the amorphous solids. The density of TLS and the distribution function of the barrier height of asymmetric double-well potential are given. Based on the model, the theoretical investigation; on the anomaly of ultrasonic attenuation and thermal conductivity has been made, and the results agree well with experiments.