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题名	小量子结构的热功理论
作者	张旭明
答辩日期	2009-05-27
文献子类	博士
授予单位	中国科学院研究生院
导师	陈效双
关键词	量子点 热功 量子输运
学位专业	微电子学与固体电子学
英文摘要	量子结构中的电子输运(量子输运)不管在实验上还是在理论上都引起了物理学家们的极大兴趣。对量子输运研究不仅仅有着实际应用的需求，比如量子通讯，量子计算器件以及下一代集成电路的基础等，也有着理论上的重要意义。相对而言，对量子结构中热功的理论研究则在理论上的意义更为重大。大量的实验表明，热功是量子结构和输运机制的三棱镜。它能够展现量子器件中能谱的精细结构以及输运过程中存在的以前不被人们所认识的物理机制。因此热功也成了检验新物理模型和新输运机制的物理平台。也正因为如此，热功理论的研究更为艰难。本文从量子结构的热功测量出发，在已有的近平衡态统计理论的基础上，系统阐述了小量子体系在不同机制下的热功理论。在理论和实验结果有差异的情况下，试图解决并重新论述对已有输运机制的认识。前言部分介绍了量子线以及量子点热功测量，然后阐述热功理论的近平衡态统计基础，使得热功的概念以及理论的入手有了清晰地脉络。鉴于量子器件的热功对输运过程的极度依赖，前言部分也介绍了量子输运一些特性。第二章详细的介绍了基于单电子隧穿过程的热功理论，包括连续隧穿机制和对穿机制。在连续隧穿机制中，严格的数学推导得到量子结构中基态的改变引起了热功长周期振荡；而激发态则引发了热功的短周期振荡。在由Coulomb阻滞所引起的两峰的中心，由于声子或者其他环境影响引发的对穿机制很好的解释了此区域热功的抑制。鉴于相位干涉的重要性，第三章假设量子输运过程中量子结构的不同能级使得电子的输运通道具有了不同的相位，从而在两个共振能级的中间区域发现了一个奇异的由于相位干涉所引起的热功结构，并探讨了该结构出现的机制。在一些量子结构中，利用波函数的连续性求出整个体系的透射系数成为了一种很重要的理论手段，但是这一手段在解决量子点热功时，遇到了问题，从实验的结果看来，波函数的连续性在量子点中是不满足的。在此基础上，作者重新讨论了共振隧穿与连续隧穿的差异，提出了对共振隧穿在理论应用中的修正。在Kondo机制下，量子结构与导线中的电子构成了一个强关联体系，这个体系中，从电导所表现的信息来看，Anderson模型给出了很好的理论结果。但是基于Anderson模型的热功结果，则表现出了与实验结果定性的不同。作者修订了Anderson模型的不足，给出了符合实验结果的理论模型和处理方法。
学科主题	红外基础研究
公开日期	2012-08-14
内容类型	学位论文
源URL	[http://202.127.1.142/handle/181331/4702]
专题	上海技术物理研究所_上海技物所
推荐引用方式 GB/T 7714	张旭明. 小量子结构的热功理论[D]. 中国科学院研究生院. 2009.

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