電子和聲子在納米器件中輸運(yùn)性質(zhì)的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、納米材料是應(yīng)用十分廣泛的微觀材料。由于納米材料尺度的減小,隨之帶來(lái)的重要性質(zhì)是量子尺寸效應(yīng)。在量子點(diǎn)或量子阱系統(tǒng)中,當(dāng)樣品的尺度與激子玻爾半徑相近時(shí),系統(tǒng)中的能級(jí)是分立的。當(dāng)電子或聲子在納米材料中運(yùn)動(dòng)時(shí),就表現(xiàn)出明顯的量子尺寸效應(yīng)。近年來(lái),由于納米科技的快速發(fā)展及各種半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)的微型化,人們對(duì)量子尺寸效應(yīng)的研究興趣和研究?jī)r(jià)值越來(lái)越高。 研究電子或聲子在納米材料中彈道輸運(yùn)性質(zhì)的方法有多種,比如:量子散射矩陣方法,格林函數(shù)方法,

2、有限元方法等。量子散射矩陣方法就是利用電子或聲子的波函數(shù)以及邊界匹配條件求出輸運(yùn)的反射系數(shù)和透射系數(shù),進(jìn)而計(jì)算出電子的電導(dǎo)和聲子的熱導(dǎo),此方法使用簡(jiǎn)便,計(jì)算精確,不足之處是不適用于大的設(shè)置和不規(guī)則的模型。格林函數(shù)方法是把系統(tǒng)離散化成點(diǎn)陣,并且假定只有最近鄰的點(diǎn)陣具有相互作用,此方法能較好地應(yīng)用于閉合系統(tǒng),適用的范圍較窄。有限元方法適用于任何結(jié)構(gòu),缺點(diǎn)就是使用起來(lái)較復(fù)雜,不易掌握。最近幾十年有許多學(xué)者對(duì)電子在介觀材料中的彈道輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了

3、詳細(xì)的研究,包括含有磁場(chǎng)的情況。理論上,聲子在納米材料中的彈道輸運(yùn)性質(zhì)的研究相對(duì)較少。 本文我們使用量子散射矩陣方法,對(duì)電子和聲子在納米材料中的彈道輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,包括電子在含有雜質(zhì)的兩探頭結(jié)構(gòu)中和聲子在四探頭結(jié)構(gòu)中的彈道輸運(yùn)性質(zhì),通過(guò)理論推導(dǎo)和精確數(shù)值計(jì)算,我們發(fā)現(xiàn):(1)當(dāng)排斥勢(shì)和吸引勢(shì)處在窄線中時(shí),都抑制了電子的傳輸;(2)電導(dǎo)平臺(tái)中出現(xiàn)了明顯的共振和反共振結(jié)構(gòu);(3)每一個(gè)區(qū)域中的透射系數(shù)和熱導(dǎo)對(duì)結(jié)構(gòu)常數(shù)都非常

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