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.     

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.     

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。     

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。     

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.     

非磁性掺杂下石墨烯纳米带的自旋输运

基于第一性原理的密度泛函理论和非平衡格林函数方法,研究了边界掺杂下锯齿型石墨烯纳米带(ZGNRs)中的自旋输运性质,结果显示:在ZGNRs边缘,利用单个铝(Al)或磷(P)原子替换碳原子后,ZGNRs中的电子输运呈现强烈的自旋效应.特别地,在Al掺杂的偶数个原子宽度的ZGNRs中,上自旋电流随着电压单调增长,而下自旋电流在1伏偏压左右出现明显的负微分电阻效应(NDR).其主要原因是替换边缘C原子的Al(P)原子为施主(受主)杂质,一方面使透射谱或电导发生自旋极化,另一方面在透射谱上杂质态在费米能之上(下)引入了一个透射谷.     

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．     

团簇与电极之间的接触距离对铝硅团簇的非平衡输运性质的影响

文章用第一性原理非平衡格林函数方法探讨了铝硅团簇：Al2、Si2、Al4和AlSi置于两个铝电极之间时的输运性质。结果发现团簇的输运性质受体系的纳米结构和团簇与电极之间的接触距离双重影响。通过计算非平衡性质。我们发现所有的团簇在低偏压下表现出金属性而在高偏压下表现出非线性行为。特别是Al2和AlSi团簇在距离d=3．5A时,表现出明显的负微分电阻现象（NDR）。电流最大值与最小值之比约为16,显示出分子开关特性。上述结果表明：分子导体和电极的接触距离的精确确定和具体的分子导体的电子结构的讨论对正确地预言或考察分子导体的非平衡输运性质具有极其重要的意义。     

一维量子线中量子比特的性质

本文通过精确求解一维有限长量子线中电子的能量本征方程,得到其能量本征值和本征波函数,利用基态和与之宇称相同的最低激发态构造了一个量子比特,研究了低能态性质和量子比特的性质.理论推导与数值计算表明:电子能量随量子线长度的增大而减小;量子比特的振荡周期(或频率)随量子线长度的增大而减小(或增大);量子比特内电子的概率密度随时间和空间变化,给定时刻各空间点的概率密度随位置的变化而变化;且各空间点的概率均随时间做周期性振荡.     

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。     

半导体量子点的电子结构与其吸收峰波长的移动

半导体量子点一直是材料物理研究的热点,澄清其光吸收的物理机制至关重要。本文从半导体量子点的奇异电子特性和紫外可见吸收光谱原理出发探讨了影响其吸收峰位变化的原因以及凝聚态理论在该方面的研究进展,期望它们在今后的试验工作中能提供定性或定量的理论指导。     

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.     

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.     

双电子柱形量子点基态能的杂质效应

在有效质量和有限高势垒近似下,变分研究了在双电子柱形GaN/Al0.2Ga0.8N量子点中掺入不同类型杂质时,杂质电子体系的基态能随杂质电荷、量子点的高度及杂质位置的变化规律。结果表明,随量子点高度增加,杂质电子体系的基态能单调递减;杂质带负电时,体系的基态能量都比较大,不易形成稳定的束缚态。随着杂质由量子点下界面沿z轴上移至上界面,对于类氢施主杂质,体系的基态能先减小后增大,在z0=1.0 nm处取得极小值;而受主杂质,变化趋势相反：体系的基态能先增大后减小,在z0=1.0 nm处取得极大值;若掺入中性杂质,杂质电子体系的基态能不变。     

层状硫化物中晶格失配对热电性能影响的理论研究

层状型的金属硫化物(SnS)1.2TiS2是一种新型的热电材料,其结构是由SnS层和TiS2层(一种自然超晶格)相叠加而形成.在这些热电材料中,发现了不同化合物的纳米化叠加态,由于这些沿层面叠加的超晶格的特殊性质,在不影响电子输运的情况下,可使声子的输运减小到最小,从而提升了材料的热电性能.计算了(SnS)1.2TiS2的电子结构与声子结构,通过对纯TiS2体材料与(SnS)1.2TiS2中的TiS2层的电子、声子结构的对比,证实了SnS插层对TiS2层的电子结构及电学输运性质影响很小.这些发现有利于提高层状材料的热电性能.     

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.     

CeSb单晶的电磁性质研究

稀土磷族化合物被认为是潜在的拓扑量子材料．本文以CeSb为研究对象，开展磁化率和电阻率的温度、磁场和角度依赖性研究．研究发现低温CeSb具有多个磁性相，在磁场作用下表现出反铁磁-铁磁转变以及补偿型磁电阻行为和磁电阻平台特征．另外，相比于非磁性和Gd基姊妹化合物，CeSb的低温转角磁电阻在(2n+1)/4(n=0,1,3,4)处出现极小值，表明该体系中磁性与电输运性质相互耦合．研究结果有助于深入理解稀土磷族化合物的磁电输运性质以及电子结构特征．     

反对称双磁垒纳米结构中电子的输运性质

研究了电子通过反对称双磁垒纳米结构的输运性质，计算了电子的透射几率和电导。通过与对称的双磁垒比较，反对称双磁垒纳米结构具有更强的波矢滤波的性质，但是透射几率和电导都大大地减小。     

成功连接量子点 精确探测电子态

据最新一期的《科学》杂志报道 ,美国普渡大学物理系的科学家在量子计算机研制方面取得了突破性进展 .他们已成功地将多个“量子点”两两相连 ,通过控制每个量子点的电子数量 ,准确地探明了“量子点”内电子的自旋状态 ,并以此为基础研制成计算机电路板上的开关线路 .该成果标志着以半导体材料为基础的量子计算机的研制又向前迈进了一大步 .同普通计算机类似 ,量子计算机中的“量子点”也采用二进制进行数据处理 ,其信息需要依据电子的上旋和下旋状态来描述 ,电子不同的自旋状态相当于传统计算机中开关电路的 0或 1状态 ,尽管电子的自旋状态…     

InxGa1-xN/GaN量子点中类氢杂质态结合能

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场（BEF）效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的InxGa1-xN／GaN柱形量子点中类氢杂质态结合能随量子点的结构参数（高度、半径）、In组分和杂质位置的变化规律。结果表明：类氢杂质位于量子点中心时,杂质态结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随量子点半径增大而减小;而随着In组分的增加,杂质态结合能增大;杂质从量子点下界面沿。轴移至上界面过程中,杂质态结合能增大;量子点内外材料的电子有效质量的失配使杂质态结合能减小。