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正常态介观环上的持续电流

物理学进展 1995年第4期 391-405页

作者：李华钟周义昌中山大学高等学术研究中心及物理系

本文对正常态介观环上持续电流的理论和实验现状进行了系统的评述。对于通道数、弹性散射、系综平均、温度和自旋的效应进行了重点的讨论，也讨论了自发磁化相。

关键词：持续电流自旋磁通粒子性质子波函数电子波电子轨道运动介观环环电流

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介观环的量子输运和量子噪声的研究

介观环的量子输运和量子噪声的研究

作者：林亮中华南理工大学

学位级别：硕士

本文主要研究了在介观系统下的圆环中的量子输运性质,分别考虑了存在磁场, Rashba自旋轨道耦合和Dresselhuas自旋轨道耦合作用下的介观环的散粒噪声和电导等输运特性。首先,第一章简单介绍了自旋电子学的主要内容和发展历史,并讨论了... 详细信息

本文主要研究了在介观系统下的圆环中的量子输运性质,分别考虑了存在磁场, Rashba自旋轨道耦合和Dresselhuas自旋轨道耦合作用下的介观环的散粒噪声和电导等输运特性。首先,第一章简单介绍了自旋电子学的主要内容和发展历史,并讨论了固体材料和器件中Rashba自旋轨道耦合和Dresselhuas自旋轨道耦合哈密顿量的物理形式,以及散粒噪声的起源。在第二章基于Aharonov-Bohm效应,考虑加入磁场,建立介观环的模型,并根据Griffth边界条件建立了相应的方程组;然后求解了电子通过量子环的散射问题,得到透射概率和反射概率,并讨论此种情况下的电导和散粒噪声的随磁通和圆环出射位置的变化。接着,在第三章我们主要讨论了圆环存在Rashba自旋轨道耦合情形下的电导和散粒噪声,采用数值分析讨论了电导和散粒噪声随Rashba自旋轨道耦合强度、电子的入射波矢、以及出射引线的位置等因素的变化;同时还分析了Fano因子,本章最后还特别分析了圆环对称出射的情形。最后一章讨论了圆环中只存在Dresselhuas自旋轨道耦合下的输运性质,利用相同的条件求得了电导和散粒噪声,主要分析电导和散粒噪声随AC相位、电子入射波矢、出射引线的位置等因素的具体情形,最后分析了表示系统的电子之间的相互关联的Fano因子,同时也分析了圆环对称出射的情形。通过对圆环系统的散粒噪声的研究,对介观环的输运性能有了更深刻的了解,对实际的应用中也具有指导意义。

关键词：自旋轨道耦合介观环量子输运散粒噪声

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内嵌量子点的介观环的动力学性质研究

内嵌量子点的介观环的动力学性质研究

作者：张春南京航空航天大学

学位级别：硕士

本论文主要研究内嵌量子点的介观环的动力学性质,全文共分为四个部分。第一部分概括介绍介观物理的研究背景、研究现状以及介观物理的基本效应。第二部分用严格求解含时薛定谔方程的方法研究正常金属环内嵌量子点系统的动力学。假... 详细信息

本论文主要研究内嵌量子点的介观环的动力学性质,全文共分为四个部分。第一部分概括介绍介观物理的研究背景、研究现状以及介观物理的基本效应。第二部分用严格求解含时薛定谔方程的方法研究正常金属环内嵌量子点系统的动力学。假设在某时刻改变量子点与介观环的耦合强度,激发量子点上的电荷与局域自旋随时间演化。计算结果表明量子点上的自旋和电荷都呈现出一定幅度的振荡。第三部分讨论了自旋轨道耦合对系统动力学性质的影响。考虑到环上电子受到Rashba型的自旋轨道相互作用,仍采用紧束缚近似,写出了和上述系统类似的哈密顿,并数值计算了系统的自旋和电荷随时间的演化关系。结果发现,振荡的幅度与相位因子即自旋轨道耦合的强度有关,Rashba自旋轨道耦合效应并没有改变系统振荡的频率,只是增大了系统振荡的峰值和磁矩z-分量的平均值。最后一章对本文所做的工作进行总结和展望。介观体系具有丰富的物理现象和应用前景。本文研究的内嵌量子点的介观环的系统,对介观体系的物理机制的研究具有一定的参考意义。电子器件的微型化和量子器件的发展,将促进对于介观物理的更加深入细致的研究。

关键词：量子点介观环动力学性质 Rashba自旋轨道耦合

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有限宽介观环和碳纳米管环中的持续电流

有限宽介观环和碳纳米管环中的持续电流

作者：陈宏波湘潭大学

学位级别：硕士

过去二十年来,介观物理研究的兴起导致在固体物理中发现了许多引人注目的新现象。其中一个非常奇特的介观现象是正常介观环中的持续电流。这种由磁通诱导的持续电流引起了人们广泛的兴趣,它是存在于非超导介观环中的一种热力学平衡的、... 详细信息

过去二十年来,介观物理研究的兴起导致在固体物理中发现了许多引人注目的新现象。其中一个非常奇特的介观现象是正常介观环中的持续电流。这种由磁通诱导的持续电流引起了人们广泛的兴趣,它是存在于非超导介观环中的一种热力学平衡的、非耗散的宏观电流。在本文中,我们研究了有限宽介观环和碳纳米管环中的电子能谱和持续电流。论文包括如下几部分: 第一章,介绍了介观物理中的一些特征尺度和基本概念,简要总结了持续电流的理论研究和实验观测。第二章,研究了有限宽介观环中持续电流的边缘无序效应。计算表明,在弱的无序区,持续电流随着边缘无序强度的增加而减小,而在强无序区,持续电流随着无序度的增加而增加。此外,我们也发现持续电流随边缘无序强度的变化与介观环的宽度和周长密切相关。第三章,发展了计算碳纳米管环电子能谱的超级胞方法。利用该方法无需计算大的哈密顿矩阵即可方便地获得大体系的电子结构。由此,我们研究了卷曲和无序对单壁碳纳米管环磁响应的影响。研究发现卷曲效应能导致能隙的出现,从而导致不同的磁响应性质。扶手型碳纳米管环呈现抗磁性,而锯齿型管环表现弱的顺磁性。卷曲和温度效应都会减小磁矩振幅的大小。同时也发现,无序将导致磁矩减小,并且随着无序强度的增加体系可能出现从抗磁性向顺磁性的转变。第四章,主要研究了双壁碳纳米管环中的持续电流。计算表明,壁间相互作用对扶手型和锯齿型碳纳米管环的电子能谱有重要的影响。壁间相互作用引起能级简并分裂,电子能级交叉和反交叉现象,甚至导致费米能级附近出现能隙。因此,持续电流将因壁间相互作用的存在而减小,并且持续电流与磁通的变化曲线也发生很大的变化。当存在外壁无序时,持续电流的值在弱无序区随无序强度的增加而减小,而在强无序区随无序强度增加而增加。研究结果表明多壁碳纳米管环可能有希望成为实现新型表面掺杂分子器件的材料。最后,我们对本工作进行了总结,并对将要开展的工作进行了讨论。

关键词：持续电流介观环碳纳米管环无序

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两个介观环在AB效应下的电导振荡

两个介观环在AB效应下的电导振荡

作者：历建刚东北师范大学

学位级别：硕士

量子力学波函数在1926年被发现以后,相位的重要性逐步被认识。波函数具有幅值和相位两个特征参量,并遵从波的叠加原理。因而在粒子运动过程中存在一系列与相位相联系的波动现象,如干涉、衍射等。这是量子力学与经典力学之间的本质区别。... 详细信息

量子力学波函数在1926年被发现以后,相位的重要性逐步被认识。波函数具有幅值和相位两个特征参量,并遵从波的叠加原理。因而在粒子运动过程中存在一系列与相位相联系的波动现象,如干涉、衍射等。这是量子力学与经典力学之间的本质区别。Aharonov-Bohm(AB)效应(1959)和Berry相位(1984)的发现引起了大多数物理学家的重视,一系列理论研究和实验论证随即展开。当电路和器件的尺寸达到电子的相位相干长度时,我们必须考虑电路中的量子效应.在引入电磁场的量子体系中,波函数相位的表现更加突出,随着微加工技术的进步,一些介观尺寸的样品可以在实验室里进行制备,这就为微观物理现象的分析和观测提供了前提保障。而量子相位相干效应,量子叠加性在介观系统的量子相位相干涨落效应中是非常重要的,它将明确地呈现与观测到的物理性质中。在介观尺度范围内,就会发生量子效应占支配地位的现象,而介观环在电势和磁通作用下产生的AB效应是介观系统中相位干涉的重要现象。对这些现象的分析和研究具有深远的意义,为开发新的量子器件提供了机遇.关于纳米电子器件及介观电子电路的量子力学效应也就日益成为纳米电子学的一个研究热点. 本论文首先介绍了介观系统中电子干涉的条件和特征以及由此引起的电导涨落,并讨论在单个介观环系统中在磁通或电势同时或分别作用时所产生的AB效应,通过建立散射矩阵来得到不同情况下的透射系数,并由电导可知,载流子透射几率决定了电导的变化。本文在此基础上研究了两个介观环系统中不同情况下(磁通或电压作用时)所产生的透射系数,并讨论其变化特点对电导的影响。

关键词：介观环 AB效应透射系数