低维介观系统中磁边缘态输运特性

低维介观系统中,当存在垂直方向磁场时,磁边缘态的形成、存在和其固有的特性对系统的量子相干输运过程起着至关重要的作用。本文通过求解相关的单电子的薛定谔方程,来演示准一维量子线中磁边缘态的形成,讨论磁边缘态波函数的一般性质和规范变换及坐标旋转变换下边缘态的变换形式。简单介绍耦合平行双量子线的磁致输运特性,此时色散关系中出现能级交叉、劈裂、和振荡结构,并导致方波型振荡的磁电导谱。最后,简单介绍一维和有限宽度的介观环中持续电流和色散关系。     

环形碳纳米管-量子点耦合系统的介观输运

应用非平衡格林函数方法研究通过环形碳纳米管-量子点耦合系统的介观输运.相干隧穿与环形碳纳米管和量子点各自的能级结构有强烈的依赖关系,阿哈郎诺夫-玻姆效应使能级周期性变化,隧穿电流则随磁通量作周期性振荡.环形碳纳米管的具体纳米结构显示出金属-半导体相变特性,这种行为也在输出电流中体现出来.子系统量子能级的匹配与失配关系在介观输运过程中起重要作用.     

磁场下非对称T型量子波导的电子输运行为

运用模匹配方法和求解单电子薛定谔方程,来演示非对称T型磁量子结构的电子输运性质.结果表明,结构因子和磁势垒都能改变电子散射模数,电子输运谱因此变得复杂而丰富,散射区域出现了完全局域态和磁边缘态.在特定的结构参数和磁场强度下,能观测到宽谷、尖峰、共振透射和共振反射等电子输运现象,即可以通过调节磁场大小和结构参数来实现波矢过滤. 关键词： 介观体系 电子输运 磁效应     

基于格林函数的多终端量子链状体系电子输运性质的研究

利用递推格林函数技术计算了多终端量子体系的电子输运特性，首先运用递归方法给出介观 或量子体系的格林函数. 然后利用散射矩阵和输运方程给出体系的电导方程，可以将多终端 的输运简化为双终端的输运方程，以便得到体系电子输运的谱结构. 计算结果表明，由于中 间节点的存在，使器件的传输谱偏离一维链的对称性，在低能量端出现一个新的电导峰值. 此外，本方法可以被应用到各种复杂的带有吸附结构量子体系输运的研究中. 关键词： 格林函数 散射矩阵 量子体系     

固态量子比特的量子测量

文章介绍了作者用介观输运器件[如量子点接触（QPC）或单电子晶体管（SET）]测量固态量子比特的原理和特性，特别着重地介绍了作者最近在处理被测量子比特和介观测量仪器之间的关联方面的新进展。     

磁场对四端量子波导中电子输运性质的影响

采用模匹配方法，研究了非均匀磁场下开放的四端量子波导中的电子输运性质. 结果表明，从一端入射的电子可以透射到两个与之垂直的输出端和一个与之平行的输出端. 在没有外加磁场的情况下，两个垂直输出端的输运概率是相同的，但垂直端与水平端的输运概率不同；在外加磁场下，由于磁边缘态效应，两个垂直输出端的输运概率也有着相当大的差别. 通过施加不同的磁场，我们能获得丰富的电子输运结构，如台阶，宽谷，尖峰等；通过调节磁场的大小和比例以及结构参数可控制该量子结构在各输出端的输运概率. 关键词： 电子输运 介观体系 磁效应     

固态量子比特的量子测量

文章介绍了作者用介观输运器件［如量子点接触(QPC)或单电子晶体管(SET)］测量固态量子比特的原理和特性, 特别着重地介绍了作者最近在处理被测量子比特和介观测量仪器之间的关联方面的新进展.     

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。     

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     

双栅调控的硅量子线中的库仑振荡效应

基于单电子隧穿和库仑阻塞效应,研究了硅量子线中的单电子输运特性.利用绝缘体上硅薄膜材料作为衬底构建侧栅结构的硅量子线单电子晶体管,通过背栅和侧栅对量子线的电子输运特性进行调制.实验发现,在硅量子线中分别观察到背栅和侧栅调制的单电子效应和库仑振荡现象.从微分电导的二维灰度轮廓图,清楚地观察到了库仑阻塞区,说明由于栅压导致在硅量子线中形成了库仑岛. 关键词： 库仑振荡 单电子效应 硅量子线     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明: 有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的; 有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

用热场动力学理论研究介观电路的Wigner函数

利用热场动力学及相干热态表象理论,重构了有限温度下介观RLC电路的Wigner函数,研究了有限温度下介观RLC电路的量子涨落.借助于Weyl-Wigner理论讨论了有限温度下介观RLC电路Wigner函数的边缘分布,并进一步阐明了Wigner函数边缘分布统计平均的物理意义.结果表明:有限温度下介观RLC电路中电荷和电流的量子涨落随着温度和电阻值的增加而增加,回路中的电荷和电流之间存在着压缩效应,这种量子效应是由于系统零点振动的涨落而引起的;有限温度下介观RLC电路Wigner函数边缘分布的统计平均正好是储存在介观RLC电路中电容和电感上的能量.     

准一维介观铝超导线的电阻振荡

介观铝超导线的特性近来被广泛研究,有关反常微分电阻的实验和理论研究工作都取得了不小的进展。特别是此前报道的在附加射频信号时,介观铝超导线出现的电阻－温度曲线的振荡现象尤为引人注目。我们通过电子束刻蚀法制作了准一维介观铝线。我们在没有附加任何条件下,观测到正常态（N）和超导态（S）转变温度附近电阻－温度曲线在小测量电流时出现振荡。这种振荡的产生可能是由于电压探头之间铝线中的N／S界面的数目随温度变化造成的。     

介观物理系统中的噪声

描述了介观物理系统中噪声的研究现况. 对热噪声和散粒噪声的物理起源做了详细介绍，热噪声是系统的能态占据数发生涨落引起的，而散粒噪声源于载流子传输的微粒特性. 还介绍了研究噪声的主要理论——散射理论，并给出了其在马鞍形半导体量子线和铁磁/绝缘体/半导体双异质结两种介观系统中的应用，指出了噪声研究的实际物理意义. 关键词： 介观物理 热噪声 散粒噪声 散射理论     

超微结构中的Landauer-Buttiker输运理论

随着超微结构或者所谓的介观结构的尺度不断缩小而逼近各种描述固体属性的特征长度(相位相干长度、弹性散射长度或者布洛赫波长)时电子波函数的量子属性在介观结构的输运现象中表现得越来越明显。近年来发展日趋完善的Landauer-Buttiker输运理论由于明确考虑了波函数相位对输运的影响,在介释介观结构中各种量子相干输运现象时获得了很大的成功。本文力图较系统地介绍Landauer-Buttiker输运理论的要点,讨论介观结构中电导的对称性、电势分布的涨落和电势电极引起的相干性等重要问题。有关计算介观结构各电极间的散射矩阵S或者透射系数的微观理论不属本文讨论范围之内。     

量子气体中的输运行为

输运测量是了解物质性质的一个重要手段.本文简单介绍最近在量子气体中实现的输运实验及其主要结论,包括在类似于介观物理器件中的Landauer输运和强相互作用费米气体中的自旋输运行为.我们着重讨论自旋动力学的特殊性以及其由于全同粒子相互作用所导致的特殊自旋扩散流的形式.     

纳米硅量子线的发现与研究

一维纳米材料是当今介观物理学研究的前沿领域．文章报道了一种利用脉冲激光成功地制备纯度高、直径分布均匀的纳米硅量子线（ＳｉＮＷｓ）的方法，介绍了纳米量子线的形貌、显微结构、生长机理和物理性能研究的最新结果．纳米硅量子线的发现具有重要的科学意义和潜在的应用前景．     

超微结构中的Landauer—Buttiker输运理论

随着超微结构或者所谓的介观结构的尺度不断缩小而逼近各种描述固体属性的特征长度(相位相干长度、弹性散射长度或者布洛赫波长)时电子波函数的量子属性在介观结构的输运现象中表现得越来越明显。近年来发展日趋完善的Landauer-Buttiker输运理论由于明确考虑了波函数相位对输运的影响,在介释介观结构中各种量子相干输运现象时获得了很大的成功。本文力图较系统地介绍Landauer-Buttiker输运理论的要点,讨论介观结构中电导的对称性、电势分布的涨落和电势电极引起的相干性等重要问题。有关计算介观结构各电极间的散射矩阵S或者透射系数的微观理论不属本文讨论范围之内。     

“介观”系统中的量子相干性和输运

本文综合介绍近几年来，在研究“介观”系统（ｍｅｓｏｓｃｏｐｉｃ　ｓｙｓｔｅｍｓ）中电子的输运现象时所观察到的量子干涉效应．含有无序的散射中心的金属细线或小环，半导体二维电子气中量子点接触结构，一维量子线，以及双联通的微结构等，都属于“介观”系统，其电子的相泣相干长度Ｌφ可以与系统的结构尺度相比较，电子波的量子干涉现象变得十分显著和重要。本文着重介绍金属和半导体异质结中Ａｂａｒｏｎ－ｏｖ－Ｂｏｈｍ效应、金属细线中电导的量子相干涨落现象和电导的非定域性．