有质量手性费米子的势垒隧穿

研究了有质量手性费米子和非手性费米子的势垒隧穿,重点讨论了手性费米子在势垒中的运动特征,对反"Klein隧穿"给出直观解释,并比较了无手性费米子的隧穿行为.     

费米子在双荷黑环中的隧穿特征

讨论了费米子在五维双荷黑环中的隧穿特征.通过拖曳坐标变换将五维降为四维,在拖曳坐标系中对费米子隧穿辐射进行研究.结果表明,四维时空中同样可以得到五维黑环的霍金温度.     

中性黑环时空中费米子的隧穿

研究五维时空中费米子的隧穿特征通常需要构造五个伽马矩阵.在本文中,我们以一个五维中性黑环为例,通过降维技术将五维降为四维,在四维时空中构造矩阵,对黑环的费米子隧穿辐射进行了研究.其研究结果表明,四维时空中同样可以得到五维黑环的霍金温度.     

对Kerr-Newman-de Sitter黑洞视界处费米子隧穿辐射的修正

通过应用变形的色散关系修正了de Sitter时空中的带电旋转黑洞的费米子隧穿辐射谱.首先对弯曲时空中的Rarita-Schwinger方程进行了修正,然后用半经典理论推导出修正的Hamilton-Jacobi方程.运用这项修正,对Kerr-Newman-de Sitter黑洞视界处的费米子隧穿辐射特征进行了研究,其结果表明:在旋转黑洞时空背景之下,黑洞霍金温度和黑洞熵的修正都与黑洞视界处的角向参数相关.     

yt量子引力效应下费米子隧穿行为的研究

考虑到量子引力效应,对五维史瓦西黑洞时空中费米子的隧穿行为进行了研究.其研究结果表明,黑洞温度不仅由黑洞本身决定,同时,也受费米子的能量、质量以及额外维影响.量子引力修正减缓温度的增加,这将导致残余物质的存在.     

来自柱对称黑洞的量子隧穿辐射

运用隧穿理论,对anti—de Sitter时空下的柱对称黑洞的Hawking辐射进行了研究,得到了在其外视界附近标量粒子和自旋为1／2的费米子的隧穿率和该黑洞视界处的霍金温度,并考虑了在背景时空发生变化和自引力相互作用下对其隧穿率的修正．     

双量子点与Majorana费米子级联结构中的散粒噪声

考虑两个量子点分别与拓扑超导纳米线两端的Majorana费米子串联耦合,利用粒子数表象下的量子主方程,研究其中电子的输运特性.存在Majorana费米子时,稳态电流差随着隧穿率的增大呈非对称分布,电子散粒噪声谱相干振荡,且零频噪声明显增强.当系统耦合强度变化时,散粒噪声进一步揭示了Majorana费米子对体系电荷输运的影响.因此,电流差结合电子散粒噪声可以表征量子点与拓扑超导体混合结构中是否存在Majorana费米子.     

基于耦合量子点-纳米机械振子系统的马约拉纳费米子探测

理论提出一种光学探测马约拉纳费米子的方法,该方法完全不同于当前基于隧穿谱电学测量马约拉纳费米子的方案.该光学探测方案包含由两束光场驱动的量子点-纳米机械振子复合系统.当量子点与马约拉纳费米子耦合时,相干光学谱中的信号表明铁磁原子链中明确的马约拉纳费米子迹象.引入测量量子点-马约拉纳费米子耦合强度的方法,为该耦合强度的测定提出一种直观的全光学测量方法.进一步研究了量子点-纳米机械振子系统中纳米机械振子在探测马约拉纳费米子过程中所起的作用,纳米机械振子表现出声子腔的行为显著地增强了激子共振谱,提高了对马约拉纳费米子探测的灵敏度.该光学方法为马约拉纳费米子的探测方案提供了一种潜在的补充,也为实现基于铁磁链中马约拉纳费米子的量子信息处理提供理论基础.     

在五维规范超引力中的荷电Gödel黑洞的荷电费米隧穿辐射

通过引入一组合适的γ^μ矩阵, 利用自旋为1/2的荷电Dirac粒子在电磁场中的广义协变Dirac方程, 将费米隧穿辐射推广到五维荷电黑洞的情形, 希望此结果能够加强隧穿方法的有效性. 论文以五维规范超引力中的荷电Gödel黑洞为例来阐释该方法. 最后, 成功得到了此黑洞视界附近处的费米隧穿率和Hawking温度.     

Hamilton-Jacobi方程和来自Kerr-TAUB-NUT 黑洞的隧穿辐射

用半经典近似技术, 利用0自旋的标量场方程、1/2自旋的旋量场方程、1自旋矢量Maxwell场方程、3/2自旋的费米子方程以及弯曲时空中的引力波方程推导出了Hamilton-Jacobi方程. 我们的结论暗示Hamilton-Jacobi方程是半经典理论中的一个基本方程, 可以用来描述各种粒子的半经典动力学行为. 用这一方程研究了来自Kerr-TAUB-NUT黑洞的隧穿辐射, 并得到了这个黑洞的隧穿率、Hawking温度.     

无限周期声子晶体全反射隧穿效应的机理研究

建立了一维无限周期声子晶体的谐振腔模型,利用谐振腔的共振条件推导出全反射隧穿导带频率满足的解析公式,从理论上解释了一维无限周期声子晶体全反射隧穿效应产生的物理机理.利用频率的解析公式对全反射隧穿导带的频率随导带级数、腔厚度以及入射角的变化规律进行了研究,圆满地解释了一维无限周期声子晶体的全反射隧穿效应的变化规律.并且将共振理论的结果与色散法的结果进行比较,其结果完全吻合.     

通过费米子隧穿在量子级研究带电黑洞的熵修正

受Majhi等人的半经典近似外的隧穿思想启迪，研究了狄拉克粒子穿过带有整体单极子的Reissner－Nordstrōm黑洞的熵修正．为了正确地得到修正熵，作用量的量子修正项与半经典项的比例常数为普朗克长度平方的倒数，而不是普朗克质量平方的倒数．结果表明Bekenstein—Hawking熵的修正，即Bekenstein—Hawking熵的对数项和逆面积项，在考虑量子效应后可以通过费米子隧穿获得．     

双势垒结构单层石墨烯的隧穿特性和电导

利用传递矩阵的方法研究了含有2个方势垒的单层石墨烯的隧穿特性,得到了透射概率与入射粒子费米能以及势垒宽度、势垒高度的变化关系,并计算了势垒的结构参数及入射粒子费米能对电导的影响.     

Dirac-Weyl半金属结中电磁控制的克莱因隧穿和电荷电导

从理论上研究了Dirac-Weyl半金属结中电磁控制的克莱因隧穿和电荷电导.研究发现:完美电子隧穿显著依赖于电势垒的大小、磁场幅度及其方向.当电势垒接近费米能时,该结构显示了明显的波矢过滤特性.通过调节磁场幅度和方向,可以获得任意入射角度的完美隧穿电子波矢.基于电子的透射概率,进一步计算了电势垒和磁场幅度对电荷电导的影响,通过选择合适的电势垒或磁场幅度,可以实现电子开关的功能.这些理论结果为设计基于Dirac-Weyl半金属结中纳米电子器件提供了基础.     

电子—声子相互作用非对称双势垒共振隧穿的影响

理论研究了非对称双势垒结构中光学声子发射率和光学声子辅助隧穿电流。对A│xGa1-xAs/GaAs/AlyGa1-yAs结构作了数值计算,得到对声子辅助隧穿实验电流峰的一种新的理论上的合理辨认。对宽量子阱理论上只有一个声子辅助峰,且接近阱内LO声子的能量。发现界面光学（IO）声子辅助隧穿是主要的。理论结果能正确解释实验。     

三元混晶双势垒结构中光学声子辅助共振隧穿及压力效应

采用连续介电模型,细致探讨了AIxGa1-xAs／GaAs双势垒结构中界面声子的色散关系及其与电子的耦合作用．进而采用Fermi黄金法则,在该结构的垒或阱为三元混晶材料时,分别计算了声子辅助隧穿电流密度．结果表明,在宽阱情形下,若垒为混晶材料,混晶效应不明显,只有一个明显的声子峰,该结论与实验符合较好;若阱为混晶材料,则混晶效应明显,具有两个声子峰,该结论对实验有指导意义．本文还讨论了压力对声子辅助共振隧穿的影响,结果显示：声子辅助隧穿峰和共振峰的峰值均随压力增加而减小,但声子辅助隧穿效应则随压力增加．     

约瑟夫森结中的涡旋动力学特性

利用周期瞬子方法从理论上研究了环状偏流约瑟夫森结中的单个涡旋隧穿特性.将涡旋在约瑟夫森结中的运动简化为一个粒子在特定势阱中的运动,由于涡旋可以从阱中逃逸,这就使得涡旋在阱中的能态是不稳定的.理论上指出,正是由于涡旋的隧穿,使得涡旋所处的能态是亚稳态,该能态是一个复数,其虚部正比于能态的衰变率.通过理论计算得出:在温度较高的情况下,涡旋进行的是热隧穿,在低温条件下,涡旋的逃逸只能通过量子隧穿的方式.还指出过程中系统随着温度的降低,通过二阶转变过程从热隧穿过渡到了量子隧穿.     

拓扑绝缘体表面台阶势垒的输运性质

利用传递矩阵的方法研究拓扑绝缘体表面台阶势垒的输运性质,发现台阶势垒的形状明显地影响了拓扑绝缘体表面的输运性质。拓扑绝缘体表面存在克莱因隧穿,透射概率取决于势垒的高度。随着费米能级的变化,电导出现了共振隧穿现象;而随着台阶势垒高低势能差的变化,电导出现了开关效应,可以通过调节费米能级和台阶势垒高低势能差来控制电导。     

单轴铁磁颗粒激发态的热助量子隧穿

借助于Ulyanov和Zaslavskii发展的一种等效势描述方法，把外磁场沿难磁化轴方向时的自旋隧穿约化成在等效双势阱中运动的粒子，然后利用周期瞬子方法计算了隧穿幅、能级移动以及WKB前因子，从而给出由于热助量子隧穿引起的激发态的隧穿率．     

铁磁/绝缘体/铁磁异质结中自旋极化电子的隧穿概率和隧穿时间

在群速度概念的基础上,研究了自旋电子隧穿通过铁磁/绝缘体/铁磁异质结中的隧穿概率和隧穿时间.研究结果表明:不同自旋方向的电子其隧穿概率和隧穿时间不仅与绝缘体长度和入射电子能量有关,而且强烈地依赖于两端铁磁层夹角的变化.当两铁磁层中磁矩取向反平行时,不同自旋方向的电子隧穿概率相同;而在两磁矩取向垂直时,不同自旋方向的电子隧穿时间相等.除此之外,不同自旋方向的电子无论是隧穿概率还是隧穿时间都呈明显的分离现象.