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.     

有关电子通过势垒的隧穿时间的研究

基于相位时间和隧穿时间的定义计算了电子穿过方形势垒的相互作用时间，在此基础上设计一个实验尝试研究电子隧穿方形势垒的相互作用时间。     

石墨烯双势垒结构中的输运特性

利用Landauer-Büttiker散射理论和传递矩阵方法研究了单层石墨烯双势垒结构中的隧穿几率和电导.计算结果表明:即使存在克莱因隧穿效应,单层石墨烯双势垒结构中的量子隧穿仍然与势阱宽度和势垒高度密切相关.隧穿几率和电导表现出复杂的振荡行为,振荡的振幅和周期敏感地依赖于势阱宽度、势垒高度、电子的入射能量和入射角度....     

势垒的非对称性对隧穿几率的影响

在有效质量近似的框架下,应用传递矩阵理论研究了势垒的非对称性对单电子隧穿几率的影响.结果表明：隧穿过程的势垒的形状对隧穿几率影响很大,势垒的对称性破坏的越严重,在低能区域发生共振隧穿的可能性越小.这些可以为设计和制造更加优化的共振隧穿器件提供一定的理论指导.     

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.     

不对称双势垒结构的共振隧穿现象

在PECVD系统中，用layerbylayer的方法原位制备了a—SiNx／nc—Si／a—SiNx双势垒结构样品。AFM测量结果显示nc—Si晶拉密度约为1．2×10^11cm^-2，通过Raman散射谱计算出薄膜中的平均晶粒尺寸为6nm，nc—Si层的晶化比约46％。在低频时的电容-电压（C—V）测试过程中，观察到了与共振隧穿效应有关的电容峰，由于样品中的nc-Si颗粒尺寸均匀性不高，没有观察到分立的隧穿电容峰结构，只得到扩展的电容峰。     

GaAs／AlGaAs双势垒结构间接电子隧穿的研究

研究双势垒ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ结构在与时间有关的交变电场的作用下电子间接共振隧穿的几率和隧穿电流密度。采用转移矩阵方法给出电子在不同空间位置的波函数，用微扰的方法求出电子波函数的含时系数，最终给出电子隧穿几率和隧穿电流密度、计算结果表明电子隧穿几率曲线中出现附加的隧穿峰和隧穿峰变低，并且随穿电流密度曲线巾出现附加的隧穿台阶，隧穿峰变低和展宽，这主要是由于外加突变电场与Ｅ±ｎω的电子态耦合，为电子隧穿提供间接的通道和路径、这也是设计双势垒电子隧穿器件不可忽略的、上述方法也可以推广到多量子阶系统。     

粒子隧穿任意形状势垒透射谱的计算

借助转移矩阵法,用数值计算研究了量子力学中粒子隧穿通过任意形状势垒的透射谱,给出了相关的数值计算方法.     

应力作用下石墨烯在磁场中的隧穿特性

研究了在垂直作用磁场驱动下的应变石墨烯单层的隧穿性质,通过转移矩阵给出了穿过一个磁势垒的透射率。研究发现在小角度散射中,与处于电势垒中的克莱因隧穿不同,磁场可以把电子束缚在一个应变的磁势垒中。只要入射能量不是很大,应变的存在可以显著增加定向透射率,这在技术应用中很重要,而大的入射能量能完全把应变的效应去除,使得应变的石墨烯和理想石墨烯几乎具有相同的隧穿性质。     

双势垒中杂质原子对量子隧穿的影响

采用计算穿越任意势之透射系数的数值计算方法,得到了在双势垒阱区中有正电杂质时电子隧穿的共振能级、波函数、透射系数.通过与无杂质原子的双势垒量子隧穿情形对比,详细讨论了杂质原子对量子隧穿的影响.数值结果显示,体系的有效势是双势垒与杂质原子库仑势的叠加,当电子能量处于叠加势中的本征能级时,发生共振隧穿,对纯束缚态,不可能发生共振隧穿.此外,还给出势阱中有、无杂质两种情形的波形图,通过对比,可以进一步看出杂质原子对共振隧穿的影响.     

梯子形石墨烯纳米条带输运性质的研究

在紧束缚近似下,采用Green函数和Landauer-Büttiker公式计算了梯子型石墨烯纳米条带的电子输运性质。结果表明,随着阶梯数的增加,梯子型石墨烯纳米条带电导峰以0.0 eV为中心发生对称分裂,中心电导峰减小直至消失;随着阶梯间间隔变大,电导峰减小。通过数值计算,揭示了该新型石墨烯结构电子输运的物理机制,为基于石墨烯的新器件的设计和优化提供理论指导。     

功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.     

石墨烯带—苯环—石墨烯带结构的电子输运

用非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算了石墨烯带-苯环-石墨烯带结构的伏安特性和电流噪声,发现苯环和石墨烯导线不同的连接方式给出的电子输运和电流噪声性质有显著不同,1-4连接下电流显著大于1-3连接.在研究量子器件时,量子噪声是不同于热噪声的,它是分析器件结构常用的一种手段.研究发现这2种结构的散粒噪声和Fano因子也完全不同,对于1-3结构Fano因子接近1,而对于1-4结构,Fano因子相对就较小.     

石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下的摩擦学性能

为了探究石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下摩擦学性能和抗黏着性能,采用四球摩擦磨损试验机对添加石墨烯的基础油进行摩擦磨损实验。用XRD对石墨烯进行表征,用基础油和添加不同质量分数的石墨烯润滑油进行对比。结果表明:在润滑油中添加石墨烯能显著提高摩擦副在高温工况下的摩擦学性能和抗黏着性能。在质量分数为0. 03%时,其摩擦系数约降低22. 5%,磨斑直径约减少48. 9%,抗黏着时间约增加44. 9%。     

内切环介观结构中的电子输运特性

采用一维量子波导理论，在给定节点处波函数的边界条件情况下，研究内切环介观结构中的电子输运特性．研究结果表明，电子透射几率随内环半径以及内外环半径差的改变均做周期性振荡。     

一维周期调制磁场中二维电子气的热学输运特性

在线性响应理论的框架内讨论了一维调制磁场中二维电子气的热电系数Ｓμｖ，热传导系数ｋμｖ及热阻系数（ｋ＾－１）μｖ等热力学输运特性。结果表明，由于磁场调制部分的存在，使二维电子气的热力学输运系数中除了通常ＳｄＨ振荡特性外，还表现出与磁场调制周期相关的新的振荡特性，即Ｗｅｉｓｓ振荡。     

周期磁场对二维电子气热学输运特性的影响

本文详细讨论了一维调制磁场中二维电子气的热传导系数及热电系数等热力学输运特性．磁场调制部分的存在使二维电子气的热力学输运系数中除了通常的ＳｄＨ振荡特性外还表现出与磁场调制周期相关的新的振荡特性．在低温条件下（Ｔ＝１，２Ｋ），各量均表现出Ｗｅｉｓｓ振荡和通常的ＳｄＨ振荡两种振荡特性．弱磁场（Ｂ０＜０．２Ｔ）时，ＳｄＨ振荡分辨不出来，只有Ｗｅｉｓｓ振荡；稍强磁场（Ｂ０＞０．２Ｔ）时，ＳｄＨ振荡开始出现．在稍高温度（Ｔ＝４，１０Ｋ）条件下，各物理量的ＳｄＨ振荡成份几乎完全消失，只剩下Ｗｅｉｓｓ振荡．     

环状耦合三量子点结构的电子输运性质

采用修正速率方法研究了环状耦合三量子点系统的瞬态和稳态输运性质.推导了环状耦合三量子点系统的约化密度矩阵运动方程和流经系统的电流.数值计算结果表明:系统处在各状态的几率和流经系统的电流随时间呈现振荡行为.当时间足够长时,它们都趋于稳定值,表明系统达到了稳定状态.在外加磁场的作用下,稳定电流呈现以2π为周期的Aharonov-Bohm振荡.     

双弯曲对称石墨烯纳米带的热电性质

运用非平衡格林函数方法,研究了双弯曲对称石墨烯纳米带结构中的电子和声子输运规律．研究结果表明：两种双弯曲对称石墨纳米带对应的ZT值可以远大于相应理想石墨纳米带对应的值;同时发现,两种双弯曲对称石墨纳米带对应ZT的最大值非常敏感地依赖于其散射区的长度和宽度的变化．