超晶格电流振荡的分岔图和Poincaré映射

基于超晶格输运的分立漂移模型,数值模拟了掺杂弱耦合GaAs AlAs超晶格在外加交流偏压下电场畴的输运行为.以黄金分割比固定交流驱动频率,模拟并分析不同交流幅度下电流的准周期、锁频及混沌现象.     

超晶格中电场单极畴与偶极畴的形成和输运

采用分立漂移模型,数值模拟和分析直流偏压下超晶格中单极电场畴和偶极电场畴的形成和输运.随着超晶格两端接触层掺杂浓度和阱中掺杂浓度的不同,可以得到单极畴、偶极畴以及单极畴与偶极畴共存 关键词： 超晶格 单极畴 偶极畴 电流自激振荡     

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.     

用非线性薛定谔方程讨论超晶格中畴的运动

用非线性薛定谔方程讨论超晶格畴的形成和漂移,得到具有负微分电导特性的超晶格中畴的波函数是Bloch函数的一个孤子型包络函数,它在外电场作用下做漂移运动. 关键词：     

半绝缘GaAs光电导开关非线性电脉冲超快上升特性研究

利用流体模型对光生载流子的输运进行了模拟研究,结果表明载流子在输运过程中形成的光激发电荷畴是产生电脉冲超快上升特性的主要原因.对光激发电荷畴的形成和吸收过程的进一步研究表明：1)形成过程中的光激发电荷畴增强了电子的浓度梯度;2)光激发电荷畴在被阳极吸收的过程中,光电导开关偏置电压的快速下降能促进电流上升速度.光激发电荷畴的形成和吸收两大过程共同作用下,形成了电脉冲的超快上升特性. 关键词： 光电导开关 非线性模式 光激发电荷畴 上升时间     

磁耦合效应对半无限超晶格中表面电子态的影响

在有效质量近似理论下，采用有效垒高方法，研究了在沿超晶格生长方向加一有限磁场时磁耦合效应对半无限半导体超晶格中表面电子态的影响.当考虑超晶格中阱层和垒层之间电子有效质量的差别时，沿超晶格生长方向的磁场将导致磁耦合效应的出现.研究结果表明，磁耦合效应不仅引起表面电子能级的量子化，而且表面电子能级的大小及其在表面附近的局域程度也依赖于磁场的大小和朗道指数.此外，研究表明布洛赫波数的虚部可以作为一个衡量表面电子态局域程度的物理量. 关键词： 超晶格中的电子态 表面态 磁场     

半导体超晶格系统中的磁电调控电子自旋输运研究

通过采用转移矩阵方法求解自旋电子隧穿过程,理论研究了半导体超晶格系统中电子自旋输运的磁电调控行为.结果表明：仅对超晶格系统施以磁调制,隧穿系数将出现自旋分裂,随磁场增强,电导自旋极化率变大且展宽于费米能区;若选取不变磁场情况,同时施以间隔周期电场调制,超晶格的电子极化率将有更为显著地提高.进一步发现,随电场强度的改变,电子自旋输运行为显然存在两个明显不同区域,下自旋电子将在不同调制区域表现为不同的变化趋势.然而,若对周期磁超晶格施加间隔两周期的电调制,自旋电导输运的临界行为消失,电导极化率在高能区的共振峰 关键词： 半导体超晶格 自旋输运 磁电调控     

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.     

莫尔晶格中的激子绝缘体

当载流子动能被抑制后,双层量子阱中的电子-空穴可以通过层间库仑相互作用形成激子绝缘体,而抑制动能的主要手段为施加外部磁场产生朗道能级.在二维莫尔晶格中通过能带折叠可以显著抑制载流子动能进而形成莫尔平带.本文主要介绍通过莫尔平带实现无外加磁场的激子绝缘体,着重介绍几个不同的实验思路,并展示如何利用差分反射谱、层间激子光致发光谱、2s激子探测谱、量子电容以及微波阻抗谱探测激子绝缘体信号.总的来说,莫尔晶格中形成的激子绝缘体为在固体环境中研究Bose-Hubbard模型提供了很好的平台,其研究内容可包括激子莫特绝缘体、激子超流以及它们之间的连续转变等.     

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     

电磁场耦合忆阻Izhikevich神经网络电活动研究

考虑到电磁场的影响,在Izhikevich神经元模型中引入电场变量和磁通变量,利用电突触耦合构建神经网络,研究电磁场耦合忆阻Izhikevich神经网络集体动力学行为。数值仿真发现：随着电突触耦合强度的增大,神经网络逐渐达到同步状态,并且神经元的放电模式也会随之改变。增大磁场耦合值可以提高神经元的放电活性,并且对网络同步也有一定的促进作用,而增大电场则会抑制神经元的放电活动。另外,当电突触与磁场耦合共同作用时,磁场耦合值越小,电突触耦合更能有效促进网络同步;在电突触耦合强度的作用下,电场抑制电活动的效果更明显。研究结果可望为理解神经系统中的信号编码和传递提供新的见解。     

双带紧束缚模型中噪声对超晶格中电子输运性质的影响

运用直交流电场驱动下的双带紧束缚模型,研究了噪声对超晶格中电子输运性质的影响.数值结果表明,外部噪声能够破坏瞬时电流的周期性并且能够削减长时平均电流的峰值.随着噪声强度的增加,平均电流峰的高度降低,宽度增加;当增大噪声的衰减常数时,平均电流峰会有类似上述变化.     

基于准周期光学超晶格的高效电光调制差频转换

为获得尽可能大的差频转换效率,基于准周期极化铌酸锂(QPPLN)光学超晶格,提出了级联电光和差频理论,用于高效的差频转换。其方法是沿QPPLN光学超晶格的y方向施加一个外加电场,用来控制能量在抽运光、信号光、o偏振的差频光和e偏振的差频光四个光波之间的转移。计算结果表明,在一个100℃,40mm长的QPPLN光学超晶格中,当1550nm信号光与1064nm抽运光光强比值r<0.324时,对光强超过特定值的任意抽运光都可以通过施加一个适当的外加电场将抽运光完全转化为1550nm信号光和3393.4nm差频光;当r≥0.324,只当抽运光光强落在一定范围内时,才可以通过施加外加电场使抽运光完全转化为信号光和差频光;超过该范围,外加电场不能增加差频光转换效率。计算结果还表明,电光调制差频转换效率对温度和畴构造误差都不敏感。     

线状铜电极在磷酸溶液中电流混沌振荡的同步行为

研究了恒电位下两个铜线电极在磷酸溶液中的电流混沌振荡行为 ,通过恒定不同的电位数值 ,改变单个电极的电流振荡混沌行为 ,研究了不同混沌间的相互作用 .调整线电极间的距离 ,研究了电极间距对电流振荡行为的影响 .实验中两电极的振荡间呈现了复杂的耦合作用 ,耦合后的频率与耦合前电极原有的频率不同 .两电极的混沌电流振荡中呈现出同步、准周期同步和反相同步等现象 .电极距离一定时 ,振荡波形差别很大的两电极的电流容易呈现反相同步和准周期同步 ,波形差别不大时容易产生同步 .强的耦合导致电极间电流振荡的同步 ,电极距离的加大 ,电极间电流振荡难以产生同步 .对耦合作用机制也进行了探讨     

基于光纤光栅的光学电流互感器研究

将超磁致伸缩材料(GMM)棒粘贴光纤布拉格光栅(FBG)的体系置于电流感应磁场中,构成光学电流互感器,用导磁材料构建磁路系统以约束并引导磁力线进入GMM。用永磁体材料建立偏置磁场以确定系统静态工作点,应用有限元分析磁路的磁场分布并设计了磁路的结构尺寸。利用粗波分复用器(CWDM)线性边带对光纤光栅交变应变解调,实现对交流电流信号的检测。实验测得偏置磁场为30 kA/m时,该系统在线性区最大可测电流为186 A,可获得4,3%的满量程精度。利用快速傅里叶变换(FFT),分析工频电流互感器不同输出信号的谐波分量,对输出信号进行质量评价。表明在线性区,互感器的输出信号基本不受GMM回滞特性和非线性特性的影响。     

消磁场对纳米铁磁线磁畴壁动力学行为的影响

为了实现基于磁畴壁运动的自旋电子学装置, 掌握磁畴壁动力学行为是重要争论之一.研究了在外磁场驱动下L-型纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为. 通过微磁学模拟,在各种外磁场的驱动下考察了纳米铁磁线磁畴壁的动力学特性; 在较强外磁场的驱动下, 在不同厚度纳米线上考察了纳米线表面消磁场对磁畴壁动力学行为的影响. 为了进一步证实消磁场对磁畴壁动力学的影响, 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下分析了磁畴壁的动力学行为变化. 结果表明, 随着纳米线厚度和外驱动磁场强度的增加, 增强了纳米线表面的消磁场的形成, 使得磁畴壁内部自旋结构发生周期性变化, 导致磁畴壁在纳米线上传播时出现Walker崩溃现象. 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下, 发现辅助磁场可以调节消磁场的强度和方向. 这意味着利用辅助磁场可以有效地控制纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为.     

克里青（Klitzing，Klaus Von，1943-）德国物理学家（Physicist，Germany）

霍耳效应是一种电磁效应。将通有电流的导体或半导体置于与电流方向垂直的磁场中，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一横向电场。从霍耳系数的正负和大小可以判断载流子的类型和浓度。霍耳系数与载流子的浓度成反比，半导体的霍耳系数比金属大得多。1980年，克里青发现了量子霍耳效应。他在研究处于超强磁场和超低温度之下硅的金属一氧化物-半导体场效应管的霍耳效应时，观测到霍耳电阻随外加磁场的变化曲线上出现多个平台，其电阻值与半导体材料的种类、器件制造和结构无关，而是取普适值，通过基本物理常量表示为h／ie^2.     

载流子在金属/聚对苯乙炔/金属结构中注入及输运的动力学研究

采用紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger模型,利用非绝热动力学方法研究了载流子在金属/聚对苯乙炔(poly(p-phenylene vinylene,简记为PPV))/金属三明治结构中注入与输运的动力学过程.发现由于强的电子-晶格相互作用,注入的电荷在PPV链中形成波包,波包的形成与施加在金属电极上的偏压、PPV链上的电场强度及金属电极与PPV之间的界面耦合强度密切相关.在无外电场的情况下,当偏压达到临界值时电荷能够从金属电极注入到PPV链中并形成波包.随着电场强度的增大,波包能 关键词： 金属/聚对苯乙炔/金属结构 载流子输运 波包     

磁场下含结构缺陷多组分超晶格中的局域电子态和电子输运

在有效质量近似理论下，利用转移矩阵和有效垒高方法研究了有限磁场下含结构缺陷的多组分超晶格中局域电子态的性质.在考虑各组分层有效质量的失配时，外加磁场会导致磁耦合效应的出现.磁耦合效应不仅引起局域电子能级的量子化，并且随着朗道指数或磁场强弱的变化，局域能级及其局域程度都会发生显著移动，特别是对高能区域的局域电子态影响更大.此外，还计算了电子输运系数，讨论了含结构缺陷的三组分超晶格中局域电子能级与输运谱透射禁区中的共振透射峰的关系，发现两者之间有着很好的对应关系，为相应的实验研究提供了依据. 关键词： 超晶格 局域电子态 磁场