冯金福教授半导体电子输运研究工作评述

从空间调制微分反射光谱、介观电路的量子力学处理、量子点和DNA的量子输运性质、量子点的自旋特性四个方面介绍了冯金福教授开展的在半导体电子输运领域所做的工作.     

量子线侧耦合量子点的输运特性研究

利用等价单粒子多通道网格方法,研究了量子线侧耦合量子点系统的输运特性.在不同温度、相互作用能和跳跃积分值下,计算得到的电导随门压的变化曲线呈现出反共振电导特性.通过计算电子波的相位特性,得到了反共振特性起源于电子共振和非共振路径干涉的结果.     

HgTe量子点体系中的电子输运

文章为探究HgTe量子点和传统半导体量子点的性能优劣，理论上研究HgTe量子点的电子性质，利用非平衡格林函数方法，研究了两个铁磁电极之间的HgTe量子点在小偏压下的电流输运性质，并将其与传统半导体量子点进行比较。研究发现，对于HgTe量子点体态，其电子性质与输运性质与传统半导体量子点类似；对于HgTe量子点边缘态，量子点边缘处的电子可以延伸到量子点的中心，从而在小偏压下就会产生电流，导致HgTe量子点的输运性能优于传统半导体量子点。同时，输运电导会随着量子点的半径减小、温度增高而减小。     

量子点的输运特性研究

研究了电子隧穿通过量子点的相干输运特性。考虑量子点上的库仑相互作用,得到了电导—门压的共振隧穿曲线,并讨论其物理意义。     

Rashba多量子阱异质结中自旋轨道耦合效应对电子输运的影响

根据量子相干输运理论,利用传递矩阵的方法,研究自旋电子在铁磁体（F）／半导体多量子阱（SWM）／铁磁体的一维结构中,考虑自旋轨道耦合效应时的量子相干输运的特性．通过计算发现在这种一维多量子阱结构中的自旋电子的输运特性发生了一定的变化．这有利于进一步提高自旋电子的隧穿系数和自旋极化率．     

平行耦合双量子点结构的低温输运性质

使用双杂质的Anderson模型的哈密顿量,从理论上研究了一个嵌入并联耦合量子点(DQD)的介观电路在低温情况下的非平衡电子输运性质,并用隶玻色子(slave-boson)平均场近似方法求解了哈密顿.结果表明在低温情况下,这个系统中的Kondo效应、库仑阻塞效应以及外加偏压的复杂相互关系决定了电子的输运性质随偏压的增加,电流先是快速增大而后缓慢增大;随耦合强度的增加,微分电导由Kondo单峰变成Kondo双峰,且峰值降低,双峰距变宽.     

球型量子点结构中电子的共振隧穿

在有效质量近似和绝热近似的框架下,应用传递矩阵理论研究了球型量子点中电子的共振隧穿.结果表明:同一球型量子点中有效势垒宽度的增大使共振峰加宽,峰谷比减小;共振峰的位置由束缚能级决定,球型量子点半径越小,束缚能级越高,对应小尺寸的球型量子点要在较高能量处发生共振隧穿.这些可以为设计和制造更加优化的共振隧穿器件提供一定的理论指导.     

电子在三个耦合量子点中输运的主方程

本文基于S.A.Gurvitz等人通过直接求解薛定谔方程方法,在一些假设和近似下计算出电子在三个耦合量子点模型中的输运主方程,即几率演化方程.     

正多边形量子环链自旋输运性质研究

研究了考虑Rashba自旋轨道耦合的任意正多边形量子环链的自旋输运性质.当不考虑Rashba自旋轨道耦合时,量子环链中电子的透射电导不发生自旋极化和翻转;当考虑Rashba自旋轨道耦合时,Rashba自旋轨道耦合可以控制量子环链中电导的极化.点连接的量子环链透射电导存在奇偶震荡现象,线连接的量子环链透射电导的极小值不随链长度变化.     

空穴输运的量子波导理论

在近20年,介观物理已经变成凝聚态物理中最引人瞩目的领域。在介观结构中的电子输运验证了量子的本质。在电子的量子波导理论基础上提出了一个在狭窄的介观结构中对空穴输运的一维量子波导理论,并把这个理论方法应用在量子干涉装置中,得出了一个在狭窄线路中的空穴输运的解析理论。     

Andreev反射对量子输运性质的影响

研究了Andreev反射和交叉Andreev反射的物理过程,分析Andreev反射和电子的正常反射在物理图象上的区别,讨论这两种过程对量子输运性质的影响,并得出了铁磁金属-非磁半导体-超导体结构中自旋相关电流的具体产生过程及其他结论.     

单分子量子点中的自旋流

研究了与声子模耦合的单分子量子点中的输运特性,重点讨论声子效应对自旋流的影响。结果表明,电子与声子的相互作用导致在磁场频率恰为声子频率的正整数倍的地方出现共振伴峰,伴峰的强度对电声子相互作用的强度非常敏感。这些现象为人们更好地理解单分子量子点中的输运特性,提供了更加丰富和有益的信息。     

量子点红外探测器的性能优化

量子点红外探测器是近年来出现的一种新型低维纳米结构探测器,因其优越的特性引起了人们的广泛关注。本文给出了一种估算量子点红外探测器光电流的方法,并以此为基础,进一步研究了探测器结构对光电流性能的影响。结果显示,当结构参数层内量子点密度和量子点横向尺寸的取值都比较小时,探测器能获得一个高的光电流。     

BCH-代数的Ω-模糊点H-理想(英文)

引入了BCH-代数的Ω-模糊点H-理想的概念,并提供了适当的例子,研究了它的一些性质.讨论了Ω-模糊H-理想、Ω-模糊点H-理想及Ω-模糊点理想中的关系,给出模糊点H-理想与Ω-模糊点H-理想间的相互构造方法.Ω-模糊点H-理想的同态象或同态原象成为Ω-模糊点H-理想被证明,BCH-代数的Ω-模糊点H-理想与BCH-代数的积代数的Ω-模糊点H-理想之间的关系被讨论.     

通过自旋进动量子点的自旋相关的隧穿

Spin-polarized transport through a precessing magnetic spin coupled to ferromagnetic electrodes is studied using a non-equilibrium Green＇s function approach. The characteristic of conductance is obtained at zero temperature. We find that competition between spin-exchange interaction on the spin site and spin-orbit interaction in the barriers dominates the resonant behavior of conductance. In a parallel configuration, conductance peaks have identical amplitude. With the angle θ increasing, the width of resonant peaks is broadened or narrowed for different spin coherent states. In an anti-parallel case, spin-flip tunneling in the barriers will essentially enhance amplitude of the conductance peak.     

量子相干性对耦合双量子点全计数统计的影响

根据有效粒子数分辨的量子主方程的方法,研究了并联耦合双量子点系统电子的全计数统计。当量子点间的隧穿耦合强度与量子点电极的耦合强度的数值接近时,量子相干性,即系统约化密度矩阵的非对角元开始对系统的电子全计数统计特性起作用。特别是,量子点之间的隧穿耦合强度相对越弱,系统约化密度矩阵的非对角元对系统的电子全计数统计影响就越加明显;同时,量子点之间的隧穿耦合强度小到一定程度时,系统约化密度矩阵的非对角元对系统的电子全计数统计影响将会趋于稳定。