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。     

杂质散射波导理论在T型量子调制晶体管中的应用

近年来,在量子波导管中由于杂质的弹性散射的效应能被精确地以一维散射问题来研究。文章在电子输运的量子波导理论基础上研究了介观结构中δ势杂质散射的一维量子波导理论,并把这个理论方法应用在T型量子调制晶体管中杂质散射波导理论中,发现介观结构的振荡结构被破坏了。     

四端量子波导中电子的输运几率

量子波导理论研究不仅是对基础物理而且对量子器件研究具有重要意义,我们采用模匹配方法,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几率是相同的,但垂直端与水平端的输运几率不同;在外加磁场下,由于磁边缘态效应,两个垂直输出的输运几率也有着相当大的差别。     

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.     

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.     

量子统计力学与有源介观RLC电路中的量子涨落

在电荷分立取值的客观事实基础上,利用介观电路的全量子理论,对含源介观RLC电路进行了量子化,得到了系统的有限差分薛定谔方程．在表象中,通过变换,薛定谔方程的形式变为标准的马丢方程．在WKBJ近似下,得到了源介观RLC电路的能级分布,进而计算了p和p^2在基态中的平均值．利用量子统计力学解决了有源介观RLC电路的量子涨落问题．     

磁量子结构中电子自旋极化输运性质的研究

研究了双磁垒量子结构中,磁场强度和偏压大小对电子自旋极化输运的影响。结果表明:零偏压下,电子在反平行等强磁垒结构中输运不会产生自旋极化;电子传输的阈值能量随磁场强度或偏置电压的增大而增大;在一定的磁场强度和偏压大小下,比较由半导体InAs和GaAs两类材料构成的量子结构中电子输运自旋极化度,发现它们的电子输运自旋极化度都随入射能量的增大而呈振荡衰减趋势,朗德有效因子高的InAs材料比GaAs的自旋极化度高出一个数量级。     

介观电容耦合电路中的库仑阻塞和量子涨落

在电荷取分立值这一基本事实基础上,对介观电容介观电路进行了量子化,得到了该电路的有限差分形式的薛定谔方程。介观电路的量子效应不仅来源于电路的量子化,还来源于电荷的量子化,只有在考虑了电荷的量子化性质之后才有可能讨论介观电路中的库仑阻塞效应。经过幺正变换,薛定谔方程变为两个标准的马丢方程,利用WKBJ近似方法,讨论了介观电容耦合电路中电流在基态中的量子涨落,这是介观电路中量子噪声的主要来源。     

一维介观环链的带结构

利用量子波导理论导出了一维介观环链的带结构的关系式,并作出了关系曲线.     

Quantum transport in mesoscopic systems Coulomb Blockadeand Kondo effect

A short introduction to the quantum transport in mesoscopic systems is given, and various regimes of quantum transport such as diffusive, ballistic, and adiabatic are explained. The effect of interactions and inelastic scattering along with the characteristic coherent effects of mesoscopic systems give interesting new mesoscopic effects, such as CoulombBlockade and Kondo Resonance. The basic physics of these phenomena is explained in simple language. In the end, some current research problems in this field are discussed.     

一维介观环链中电子输运研究

利用量子波导理论导出了一维介观环链的透射率,并给出了透射率随着入射能量关系变化的曲线.     

Snippets of physics

One of the celebrated results in black hole physics is that black holes have a temperature and they emit a thermal spectrum of radiation. Though a rigorous derivation of this result requires quantum field theory, a flavour of the essential ideas can be provided at an elementary level as indicated here. T Padmanabhan works at IUCAA, Pune and is interested in all areas of theoretical physics, especially those which have something to do with gravity. This is based on an article originally published by the author in Physics Education, Vol. 24, p.67, 2007.     

量子心理学之心—脑理论及其启示

在量子理论和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学之后,量子心理学应运而生。基于量子理论而展开的对意识本质的讨论,引发了对传统的唯心主义与唯物主义哲学问题的思考,为意识与物质的关系问题的研究打开了新的突破口。量子心理学基于量子论对意识问题的研究,提出了独特的心-脑理论:心、脑活动可能均受控于量子域;意识活动在心-脑系统中起主导作用;心理活动的产生具有复杂的统计性质;意识、记忆等心理现象的产生过程亦存在遵循量子规律的可能。基于量子心理学的心-脑理论,可以对无意识、问题解决等心理活动过程加以推测,并可能提出精神疾病划分的新依据。     

学术争论对物质结构理论发展的推动作用

从古代物质结构的原子构成学说 ,17世纪气体分子运动论 ,到原子与分子物理学、化学物理学、生物物理学 ,至 192 5年量子力学建立的回顾 ,说明学术之争推动了物质构成理论的发展     

量子引力的各种探索

相对论和量子理论只是20世纪以来尚未完成的物理学革命的第一步,引力量子化是21世纪物理学中最大的难题。从突破量子场论中点粒子模型框架得到的超弦理论,尽管引入了新的对称性有助于统一四种基本相互作用,但量子超引力的重整化问题并没有彻底解决,目前也没有超对称与额外维的可靠实验证据。随着宇宙暴涨证据的发现,人们被迫重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数,弦论很难解释为何宇宙常数是非常小的负数。从引力规范理论可以延伸出圈量子引力理论,它一开始就假定时空由离散元素构成,而且时空的离散性是结合量子理论与狭义相对论的结果。而扭量理论以因果关系为基本要素,重新构造事件的时空图。目前最成功的量子引力方法结合了三个基本思想：空间是突现的,空间的最基本的描述是离散的,这些描述都以因果性为基本要素,但这些构想如何与粒子物理、量子场论结合仍然是个未解之谜。