恒定电场下双磁垒结构中的电子输运行为

对磁量子结构中电子在外加恒定电场下的输运性质进行了研究.分别计算了电子隧穿相同磁垒磁阱和不同磁垒磁阱构成的两种磁量子结构的传输概率和电流密度.计算结果表明,在相当宽广的非共振电子入射能区,外加电场下电子的传输概率比无电场时增加.对于电子隧穿相同磁垒磁阱构成的双磁垒结构,共振减弱;对于电子隧穿不同磁垒磁阱构成的双磁垒结构,无电场作用时的非完全共振在适当的偏置电压下转化为完全共振,这时的电子可实现理想的共振隧穿.研究同时表明,磁量子结构中存在着显著的量子尺寸效应和负微分电导.     

弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱隧穿结构的磁隧穿特性研究

研究了低温(15 K)条件下弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱结构的纵向磁隧穿特性. 研究表明,器件在零偏压下处于共振状态. 通过分析不同偏压下的磁电导振荡曲线,可以得到双量子阱中的基态束缚能级随偏压的变化规律,从而可以确定隧穿电流峰对应的隧穿机制. 所得结果可为弱耦合双量子点器件的制备提供基础. 关键词： 双量子阱 隧穿结构 磁电导振荡     

电子双势垒量子隧穿的散射矩阵方法及其数值模拟

采用散射矩阵的方法研究了电子在由两个方势垒组成的双势垒结构中的隧穿特性.将电子在双势垒中的隧穿过程分为相干输运和非相干输运两部分来研究,相干输运导致了隧穿透射系数随中间层厚度变化产生量子振荡,而非相干输运导致了振荡振幅的衰减.双势垒总的透射系数与势垒高度、入射和出射波矢的匹配性有关,数值计算的结果证实了相关结论.     

石墨烯量子磁输运性质的电场效应

最近研究发现石墨烯在一维周期性电学或磁学调制势下, 其扩散电导率会出现Weiss振荡. 本文进一步探索了面外加垂直磁场和面内加横向电场以及一维周期性弱调制电学势的多场耦合作用下, 石墨烯的量子磁输运性质, 结果表明: Weiss振荡振幅和电导率数值都随着静电场的增加而增加. 有趣的是, 当电场与磁场的比值达到某一临界值, 即时, 输运电导率的Weiss振荡突然消失. 这一奇特现象在传统的二维电子气体中是不存在的, 因此可以归因于石墨烯载流子外加电磁场的反常相对论性能谱. 关键词：石墨烯; 静电场; Weiss振荡; 磁输运性质     

石墨烯量子磁输运性质的电场效应

最近研究发现石墨烯在一维周期性电学或磁学调制势下, 其扩散电导率会出现Weiss振荡. 本文进一步探索了面外加垂直磁场和面内加横向电场以及一维周期性弱调制电学势的多场耦合作用下, 石墨烯的量子磁输运性质, 结果表明: Weiss振荡振幅和电导率数值都随着静电场的增加而增加. 有趣的是, 当电场与磁场的比值达到某一临界值, 即时, 输运电导率的Weiss振荡突然消失. 这一奇特现象在传统的二维电子气体中是不存在的, 因此可以归因于石墨烯载流子外加电磁场的反常相对论性能谱. 关键词：石墨烯; 静电场; Weiss振荡; 磁输运性质     

光子晶体双量子阱的共振隧穿

采用R矩阵法研究了二维光子晶体双量子阱的共振隧穿特性.研究发现:光子晶体双量子阱的共振频率可以通过调节双阱的耦合强度来控制;对称双量子阱中,共振峰发生双劈裂;不对称双量子阱,共振劈裂消失.但是,由改变左手介质和右手介质在双阱中的排列顺序产生的阱介质不对称阱的共振劈裂消失与阱宽不对称的双阱产生的共振劈裂消失不一样.进一步对一维光子晶体量子阱分析后发现,前者是由光在左右手介质中传播的能流方向相反产生干涉相消而引起;后者是由阱宽不同,阱的本征模不一样而引起. 关键词： 光子晶体 双量子阱 R矩阵')" href="#">R矩阵 左手介质     

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．     

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     

平行耦合双量子点分子A-B干涉仪的电荷及其自旋输运

利用非平衡格林函数方法,理论研究每臂中嵌有一个平行耦合双量子点分子的A-B干涉仪(平行耦合双量子点分子A-B干涉仪)的电荷及其自旋输运性质.无外磁场时,与每臂中嵌有一个量子点的A-B干涉仪相比较,平行耦合双量子点分子A-B干涉仪中电子隧穿变得更加容易发生.当平行耦合双量子点分子A-B干涉仪中引入外磁场时,能够在电导能谱中观察到一个Fano共振和一个反共振,这两种输运状态在磁场取适当数值时能够同时消失.此外,通过调节左右两电极间的偏压、磁通和Rashba自旋轨道相互作用,可以对体系自旋输运进行调控.     

石墨烯量子磁输运性质的电场效应

最近研究发现石墨烯在一维周期性电学或磁学调制势下,其扩散电导率会出现Weiss振荡.本文进一步探索了面外加垂直磁场和面内加横向电场以及一维周期性弱调制电学势的多场耦合作用下,石墨烯的量子磁输运性质,结果表明:Weiss振荡振幅和电导率数值都随着静电场的增加而增加.有趣的是,当电场与磁场的比值达到某一临界值,即β_1=E/(ν_F·B)=1时,输运电导率的Weiss振荡突然消失.这一奇特现象在传统的二维电子气体中是不存在的,因此可以归因于石墨烯载流子外加电磁场的反常相对论性能谱.     

一类弯曲量子线的量子束缚态

对电子在弯曲量子线中的弹道输运性质进行了理论研究.弯曲量子线由T型量子线和单曲量子线组成.该有限长的量子结构分别与两半无限长的量子通道相连,当施加一偏压时,量子通道分别可作为电子的发射极和收集极.计算结果表明,当入射电子的能量小于量子结构横向上的第一个本征模时,电导存在两个峰.进一步指出,这些峰来自于电子共振隧穿量子结构中的量子束缚态.并详尽地讨论了这些量子束缚态的性质. 关键词： 量子束缚态 共振隧穿 电导 量子线     

基于可调谐Fano干涉的超快全光开关

简要介绍了量子相干和干涉效应的研究动态和一项最新理论研究进展.设计了一个存在Fano类型隧穿感应量子干涉的GaAs/A lxGa1-xAs非对称量子阱结构.在该量子阱中,可通过一束控制光抑制量子干涉,进而调制信号光的传播特性.这一现象可用来实现一个宽带超快全光开关.     

基于量子点接触的开放双量子点系统电子转移特性

基于量子点接触探测器(QPC)理论上研究了双量子点(DQD)系统在耗散环境和纯退相环境影响下的电子转移特性.结果表明,耗散环境中探测器导致的退相干会增大平均电流和Fano factor随时间演化的值,并观察到量子芝诺效应的存在.在对称的DQD情况下,弛豫减小了平均电流随时间演化的震荡振幅.在非对称的DQD情况下,弛豫降低了Fano factor随时间演化的峰值.纯退相环境中测量会阻碍共隧穿过程中不同电流通道之间的转换,导致Fano factor的极高值.在对称的DQD情况下,增大纯退相速率会提高Fano factor.在非对称的DQD情况下,动力学随时间的演化对纯退相环境不敏感.另外,还发现探测器内n个电子的转移几率只受QPC与DQD耦合的影响.我们的结论可以为实验工作者研究电子输运特性提供理论参考.     

能级填充对量子阱光学性质的影响

在特殊设计的三势垒双势阱结构中，利用来自发射极的电子注入和电子向收集极的共振隧穿 逃逸调控量子阱不同子能级上的填充状态，发现激发态上的电子占据起抑制量子限制Stark 效应的作用.在极低偏压下，量子阱中少量过剩电子诱发了用简单带—带跃迁无法解释的光致发光光谱行为. 关键词： 共振隧穿 光致发光 量子限制Stark效应 过剩电子     

电子在周期驱动耦合量子阱中的振荡

通过精确求解含时的量子体系，研究了在周期耦合驱动下电子在两量子阱中的受迫振荡.电 子在双量子阱间的隧穿可由周期性外场控制.得到了电子被囚禁在单一量子阱中的条件. 关键词： 量子阱 受迫振荡 周期驱动     

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．     

石墨烯铁磁-绝缘层-超导结的输运

本文运用平均场模型的Dirac-Bogoliubov-de-Gennes方程和Bolonder-Tinkham-Klapwijk理论研究石墨烯铁磁-绝缘层-超导结的输运性质.研究表明:考虑有限宽度的绝缘层,隧穿电导-电压曲线呈现无衰减的振荡行为;同时隧穿电导随铁磁层中的交换能呈现非单调变化.对上述现象从石墨烯中类Dirac准粒子色散关系密切相关的电子散射过程予以解释.     

一种新型的高频半导体量子点单电子泵

除了直流负电压外,还在浅法刻蚀出的GaAs/AlGaAs量子线上的两个金属指形门上分别叠加两个相位相差π的正弦信号,从而对形成量子点的两个势垒作不等幅调制.在无源漏偏压的情况下,通过周期形成的量子点实现了单电子的搬运.由于新的半导体量子点单电子泵不是依赖库仑阻塞效应通过隧穿进行单电子输运,因此,该器件就不会受到固定隧穿时间引起的低工作频率限制.在1.7K温度下,频率达到3GHz仍然可以观测到量子化电流平台,对应的电流值达到0.5nA量级.这种新器件提供了实现高速度、高精度搬运单电子的另一种可能途径. 关键词： 单电子输运 单电子旋转门 单电子泵 量子化电流平台     

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     

半导体量子器件物理讲座：第五讲 弹道输运器和量子干涉器件

当器件的尺度小型与电子的平均自由程相当时,电子的输运可以看作弹道输运。文章介绍了隧穿热电子晶体管输运放大器和电子能谱仪两种工作模式下的工作原理以及用共振隧穿热电子晶体管做成的记忆器,如果器件的尺寸进一步减小,电子的波动特性也必须考虑,文章介绍了研究这种器件中的输运特性的方法及量子干涉晶体管和量子反射晶体管的工作原理。