三勢(shì)壘異質(zhì)結(jié)與受限量子波導(dǎo)體系中噪聲研究.pdf

1、散粒噪聲是介觀物理中一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。由于從散粒噪聲中可以提取附加的信息，因此對(duì)散粒噪聲的研究為介觀輸運(yùn)性質(zhì)的研究提供了強(qiáng)有力的工具。在本文中，我們采用散射方法研究了在零溫零頻極限下三壘半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的隧穿概率和噪聲勢(shì)，進(jìn)一步對(duì)Rashba自旋-軌道耦合下受限彈道量子線中的噪聲進(jìn)行了理論研究。主要結(jié)論概述如下： (1)在零溫零頻極限下，我們計(jì)算了GaAs/AlxGa1-xAs三勢(shì)壘半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)在外加電場(chǎng)E不同時(shí)隧穿概率隨電子入射

2、能量的變化，以及在電子入射能量不同時(shí)隧穿概率和噪聲勢(shì)隨外加電場(chǎng)的變化情況。我們發(fā)現(xiàn)：在三壘異質(zhì)結(jié)中隧穿概率隨著電子入射能量的增加發(fā)生了共振劈裂現(xiàn)象，隨著外加電場(chǎng)的逐步增加，共振劈裂峰值之間的距離也隨之加寬，當(dāng)偏壓達(dá)到0.25V時(shí)，隧穿概率的共振劈裂現(xiàn)象消失。然后我們利用電子的入射能量不同時(shí)得到的隧穿概率計(jì)算了噪聲勢(shì)隨偏壓的變化情況。電子的入射能量取值對(duì)應(yīng)著不同的外加電場(chǎng)時(shí)隧穿概率的共振劈裂峰值，當(dāng)電子的入射能量較小時(shí)，隧穿概率出現(xiàn)兩個(gè)波

3、峰；隨著電子入射能量的增加，隧穿概率只出現(xiàn)一個(gè)峰值。在Va遠(yuǎn)離0.0V、隧穿概率等于1/2時(shí)，噪聲勢(shì)出現(xiàn)峰值，隧穿概率波峰處對(duì)應(yīng)的噪聲被抑制；在Va趨近于0.0V時(shí)，無論隧穿概率為何值，噪聲都被完全抑制。 (2)我們理論上研究了在Rashba自旋軌道耦合(SOI)下彈道量子線結(jié)構(gòu)中的電子輸運(yùn)特性。在彈道導(dǎo)體中，電子可以不經(jīng)任何散射碰撞而通過導(dǎo)體。而Rashba自旋-軌道耦合效應(yīng)的存在，使得彈道量子線中出現(xiàn)部分電子輸運(yùn)成為了可能，

4、從而引起完全由Rashba自旋-軌道耦合引起的散粒噪聲，可以獲得Rashab自旋-軌道耦合引起的散粒噪聲的大量信息。我們還發(fā)現(xiàn)在一個(gè)通道完全打開的情況下電子可以不經(jīng)過任何散射隧穿量子通道，這樣，在電導(dǎo)平臺(tái)處的散粒噪聲被完全抑制。隨著費(fèi)米能量和Rashba自旋-軌道耦合強(qiáng)度的改變，我們得到由Rashba自旋-軌道耦合引起的散粒噪聲的變化趨勢(shì)。最后，我們還給出了由Rashba自旋-軌道耦合引起的散粒噪聲和費(fèi)米能量之間的聯(lián)系。由此我們理論上提