电磁场辐照下量子线的电子输运和力学性质
量子线(纳米线)系统中的电子输运和内聚力一直是人们非常关心的问题,因为它不仅是一个重要的基础物理问题,而且有着潜在的应用前景,它将是今后纳米电路、纳米器件的重要物理基础.该文以采用自由电子模型,用Landauer-Biittiker输运理论和散射矩阵方法分别研究了量子线弯曲时和直量子线受到太赫兹电磁场辐射时的电子输运性质以及电磁场辐照对金属纳米线内聚力的影响.全文共分为五章.第一章简要介绍了与介观输运有关的基本理论及其发展历史,研究现状和意义.第二章分析了弧形量子线的模式混合,电导抑制,局域态密度,透射相位突变等性质,并将这些性质与理想直量子线进行了对比.我们得到的结论是:1.存在着狭小的参数区间其电导比理想情况小一个电导量子;2.在小内径情况下模式的混合相当严重,但并不显著影响系统电导;3.局域态密度与与直量子线相似;4.当透射矩阵矩阵元为0时,对应的透射相位存在幅度为π的突变.第三章我们以光和原子相互作用理论为基础,用含时模式匹配散射矩阵方法研究了直量子线在太赫兹电磁场部分辐照下的电子输运性质,并得出横向电磁辐射对电子纵向运动的阻塞效应.论证了当外场频率与量子线横向能级间隔匹配时:1.电磁辐照的区域类似于一个散射势,透射率随电子入射能量的变化曲线产生一个反常的台阶结构;2.在辐照区内电子在横向态的布居产生空间上的Rabi振荡;3.电子在辐照区逗留时间的与透射率有对应关系;4.外场辐射能显著影响局域态密度.第四章以第三章的工作为基础,用量子统计的方法,分析了太赫兹电磁波部分辐照对金属纳米线内聚力的影响,得到了只有当外场频率与横向模式共振时内聚力才有显著变化的结论.第三、四两章是该工作的主要创新之处.第五章我们对该文的工作进行了简要的总结,并对这一研究领域的发展前景作了简要的展望.
量子线;电子输运;散射矩阵;THz电磁场;纳米电子力学
湖南师范大学
硕士
凝聚态物理
周光辉
2003
中文
O494
56
2005-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）