用子动力学理论研究介观体系的输运

从子动力学理论出发,计算了介观体系的输运公式,得到了包含高阶修正的Kubo公式,这对于任意外场的作用下的介观体系具有重要的意义     

介观体系的输运--高阶电导系数的计算

从扩展的Kubo公式出发,得到了包含高阶修正的介观体系的电导率公式.作为应用,给出了二阶修正的具体形式,它可以用于介观体系的伏安曲线的计算.给出的公式表明,高阶修正也很重要;在零温附近,这种影响很小;这种效应主要是费米附近的影响.     

介观系统的量子力学及统计物理特征

 介观体系是指介于宏观与微观之间的一类体系。介观体系的线度L满足aL≤Lφ的条件,其中a为原子半径,Lφ是介观体系的载流子保持相位记忆的特征长度,被称为退相位长度,因此介观体系中的载流子始终是相位关联的。退相位长度Lφ由体系的温度和物性共同决定,例如在液氦温度下,正常金属的Lφ可以达到μm量级,因此低温下介观系统的线度几乎是宏观的。介观系统的可观测的物理量仍然定义为大量微观粒子物理量的统计平均,与宏观系统的定义无异,微观粒子的运动遵循量子力学规律。对介观系统的研究始于20世纪80年代,现已成为凝聚态物理中一个令人瞩目的领域。     

相干介观系统中散粒噪声的Monte Carlo模拟方法研究

根据电荷通过低温量子导体时具有的二项分布导致散粒噪声这一结论,结合Landauer电流公式的物理内涵建立了相干介观系统中的散粒噪声模型,并通过Monte Carlo模拟方法产生了散粒噪声时间序列.介观系统中散粒噪声的抑制来源于电子输运时的相关性,传输本征值双峰分布导致量子混沌腔和无序金属中的散粒噪声抑制.根据这两个结论,通过Monte Carlo模拟定性地分析了传输本征值分布与电子输运相关性之间的关系. 关键词： 散粒噪声 Landauer公式 介观系统     

电子相位相干时间

本期《物理双月刊》的“介观物理”专集中，马中水教授的《介观物理基础和近期发展几个方面的简单介绍》是一篇力作．该文对介观系统、介观物理的基础概念、介观物理发展的来龙去脉，以及近几年来介观物理领域因结合纳米科技而发展出来的新课题，做了非常全面性的介绍．这篇文章值得想要进入介观物理领域的研究生、博士后研究，以及已经在该领域从事某些课题研究的学者，仔细研读．马教授的文章，集中于讨论介观体系的（低温量子）电子传输性质．     

介观和低维体系中值得关注的一些物理问题

本文简单叙述了决定介观体系尺寸的退相位长度的物理含义,以及目前在介观和低维体系中值得关注的几个物理问题。从近期的发展看,退相位时间的低温饱和,二信电子系统的金属－绝缘体相变,正常金属／超导介观体系,准一维体系和分数量子化霍尔效应体系,以及单电子器件及其相关物理问题的研究是应该注意的重要方面。     

介观尺度上的物理

在传统的宏观系统与微观系统之间,存在着中间的介观系统,本文综述介观系统的实验和理论研究的新进展。     

相干输运中的接点问题

为了研究介观体系的相干输运中接点的重要作用,采用一简单的纳米单势垒“二维-一维-二维”(2D-1D-2D)模型,应用散射矩阵方法和托马斯-费米近似,计算了体系透射率和在直流电压下电势分布. 结果表明： 1)接点对其透射率有显著的影响; 2)电势降落表现的电导性质违背了与经典串联电路中等价的基尔霍夫定律. 因此介观体系中各器件与接点间是量子相干的,考虑接点问题有利于对介观体系相干输运更为深入的研究. 关键词： 相干输运 接点 介观体系     

双stub介观环结构中的电子输运特征

采用量子波导理论研究了双stub介观环结构中电子输运特性。结果表明电子透射系数随stub的长度和环的大小而周期地振动,对环的周长和stub的长度做适当的调整,能使电子输运达到100%。并且比较了单stub介观环结构和双stub介观环结构对电子输运的影响,发现双stub的介观环结构对电子输运调制要比单stub介观环结构好。理论研究不仅对基础物理而且对量子器件研究均有重要意义。     

介观体系和介场物理

20世纪 80年代初中期开始兴起的介观物理是凝聚态物理中人们十分关注的研究领域 ,“介观”一词大家已听得很多了 .一段时间以来 ,常读到介观尺度是由电子非弹性散射平均自由程决定的说法 ,觉得不太确切 .想到这一说法可能和我早先发表在《物理》杂志的文章[1] ,以及我们主编的《介观物理》一书第一版的前言[2 ] 有关 ,特写此短文说明 .这里的说明也许仍有不妥之处 ,请读者指正 .1　介观尺度介观体系的大小是由介观尺度来刻划的 .介观尺度是载流子保持相位记忆的长度 ,一般记为Ｌφ,称为退相位长度 .相位记忆的丢失源于载流子的非弹性散射 ,…     

基于自洽输运理论的介观体系动态电导的研究

基于介观体系电子动态输运的自洽理论,讨论了介观结构的动态电导.作为该理论的应用,采用一介观相干平行板电容器模型来进行研究. 结果表明:体系的动态电导与外场频率和体系费米能有关,为一复数且有有限虚部. 当外场频率较小时,动态电导随费米能的变化所呈现的特性和直流情形非常相似,但是随着外场频率的增加,两者差异就变得非常明显,体系动态电导随外场频率的变化呈现一些峰值结构. 在给定体系费米能时,动态电导随着外场频率的变化而产生振荡,并且出现了负的电导虚部,电导虚部的正负表明了体系的电容特性和电感特性. 关键词： 自洽输运理论 相干平行板电容器 电导 介观体系     

介观物理学──物理学的一个新分支

本文介绍介观物理学的基本内容．从介观体系所必须满足的条件出发，着重讨论Ａｈａｒａｎｏｖ－Ｂｏｈｍ效应等量子干涉效应对体系输运性质的影响，并就其发展对微电子学技术的意义作简要评述．     

介观RLC电路的量子效应

将介观电容器看作介观隧道结,对介观RLC电路作了相应的量子力学处理.研究了介观RLC电路系统的量子态演化.研究表明:考虑介观电容耦合效应的影响,介观RLC电路系统将由初始的Fock态演化到压缩Fock态,并讨论了电荷及磁通在压缩Fock态下的量子涨落.     

介观电容耦合LC电路在有限温度下的能量及热效应

由正则量子化方法导出了介观电容耦合LC电路体系的哈密顿算符, 利用幺正变换使哈密顿算符对角化. 用系综理论给出了体系的平均能量及其涨落, 在此基础上, 借助于广义Hellmann-Feynman定理, 讨论了有限温度下电路体系中电荷与自感磁通的量子涨落. 结果表明, 体系中电荷与自感磁通的量子涨落不仅与电路元件参数有关, 而且还与温度有关. 关键词： 介观电路 量子涨落 广义Hellmann-Feynman定理 有限温度     

相干平行板电容器对外场的动态响应

基于介观体系动态响应的自洽理论,讨论了介观相干平行板电容器的电容.结果表明相干电容器的电容对外场频率有很强的依赖关系,并且是随频率变化的复变函数.该电容随频率的变化关系呈现出一个非常有意义的特性,即电容虚部曲线有一个较尖锐的峰,它正好与电容实部的极小位置相对应,而进一步研究发现它们与该电容体系中的类等离子体激发相联系.另外,也讨论了介观电容的尺寸效应,发现当极板间距很大时,电容值和宏观的几何电容结果趋于一致.     

嵌入T型耦合双量子点介观A-B环系统的显著Fano 效应

利用平均场近似理论,研究了一个嵌入T型弱耦合双量子点的介观环系统的基态性质. 结果表明,体系中复杂的基态性质源于Kondo效应与Fano效应相互竞争. 当介观环的尺寸达到足以产生完全Kondo共振时,随双量子点间耦合强度的增强,尖锐的持续电流峰出现了,且越发显著,这说明体系中存在着显著的Fano 效应. 但介观环的Kondo共振持续电流峰值却几乎不发生变化,这为测定Kondo 屏蔽云提供了一个新的可能模型. 关键词： 耦合量子点 持续电流 Kondo效应 Fano 效应     

无耗散介观电感耦合电路的库仑阻塞和电荷的量子效应

基于介观电路中电荷应是量子化的这一基本事实,给出了介观电感耦合电路的量子理论和库仑阻塞条件,并讨论了该介观电感耦合电路的量子涨落. 关键词： 介观电路 电感耦合 电荷的不连续性 库仑阻塞 量子涨落     

铁磁系统中介观畴壁的量子涨落

酥座经典铁磁系统的畴壁运动方程出发，用正测量子化的方法将其量子化，给出了介观畴壁的坐剽 ，动量的量子涨落以及两者之间的测不准关系，并根据这一关系给出了铁磁系统虽介观畴壁运动从势力学到量子学效应的转变温度。     

介观体系和介观物理

20世纪80年代初中期开始兴起的介观物理是凝聚态物理中人们十分关注的研究领域,“介观”一词大家已听得很多了.一段时间以来,常读到介观尺度是由电子非弹性散射平均自由程决定的说法,觉得不太确切.想到这一说法可能和我早先发表在《物理》杂志的文章 ［1］,以及我们主编的《介观物理》一书第一版的前言 ［2］有关,特写此短文说明.这里的说明也许仍有不妥之处,请读者指正. 1 介观尺度 介观体系的大小是由介观尺度来刻划的.介观尺度是载流子保持相位记忆的长度,一般记为Lφ,称为退相位长度.相位记忆的丢失源于载流子的非弹性散射,因此Lφ必定是与非弹性散射有关的尺寸.电子和声子的散射,电子吸收或放出一个声子,能量发生改变,是电子最常碰到的非弹性散射.如果把介观尺度理解为非弹性散射的平均自由程,又把后者理解为vFτφ,其中vF是电子的费米速度,τφ是非弹性散射(例如电子和声子散射)的弛豫时间,那么当温度下降,体系中声子数越来越少,τφ越来越长时,介观尺度就变得很大了.对于普通金属,如果τφ取为10-9s,因为vF≈108 cm/s,介观尺度可以达到0.1cm左右,显然这个尺寸过大了. 实际上,在液体氦的温度下,如果普通金属的剩余电阻率ρ≈1 μΩcm,则弹性散射的弛豫时间τ0≈10-13s,电子在两次非弹性散射之间会经受上万次弹性散射,走无规行走的路径,以扩散的方式运动,Lφ是相继两次非弹性散射间电子扩散运动的距离.由于扩散系数D=(vFl)／3,其中l为弹性散射的平均自由程,在τφ时间内的扩散距离为(Dτφ)1／2,约10μm,远小于上述的“平均自由程”长度.这一简单的对扩散距离的估算,给出了介观体系大小正确的数量级.     

介观多环耦合系统中的量子电流增强效应

基于电荷具有离散性的事实对介观电路进行量子化，以介观三环为例研究多环耦合系统中的量子电流增强效应.结果表明，量子电流增强效应不仅存在于耦合双环系统中，而且在金属多环系统中也存在. 关键词： 介观电路 耦合系统 量子电流 增强效应