T型量子线的电子结构计算

在周期性边界条件下，利用平面波展开计算了Ｔ型量子线的电子结构，通过构造能级的拟合公式，由小数目平面波展开得到的能量值求得原来只能借助大数目平面波展开才能得到的能量值，避免了大型矩阵的角化，并给出了计算实例。     

一维量子波导中的Rashba电子输运

主要研究了平面一维波导系统中的Rashba电子波函数的输运性质,得到了如下的结果.根据Rashba效应,能量为E的平面电子波,将分裂成波矢分别为k1=k0＋kδ与k2=k0-kδ的两种波函数,其自旋取向与波导的夹角分别为＋π/2（自旋向上态）与＋π/2（自旋向下态）.若在支路的终端是栅极或者铁磁接触,则相应的波函数成为驻波形式exp（±ikδl）sin[k0（l-L）],其中L是支路的长度,l是支路内的坐标.与不考虑自旋的情况不同的是,Rashba电子波函数的相位与支路的取向角度θ有关.此外,两种自旋取向的波传播的群速度相同,都是-k0/m＊.在各支路结点处,由波函数的连续性和流密度守恒条件,得到了Rashba电子波函数所必须满足的边界条件.利用这些边界条件,我们研究了Rashba电子在一些结构中的透射和反射性质,发现自旋向上和向下的Rashba电子波函数的干涉效应将受到铁磁接触或栅极的调制.最后得到了多分支结构中,Rashba电子输运的一般性理论.我们提出的Rashba电子的一维量子波导理论可以被用来设计各种自旋极化器件.     

量子线中电子有效质量失配对电子-声子散射率的影响

以 Ga As/ Ga Al As量子线为例 ,计算电子的最低子能带内电子 -声学波声子散射率 .结果表明 ,电子有效质量失配对电子 -声学波声子散射率的影响不可忽视 .     

磁场下InAs/InP矩形量子线中的电子结构

在有效质量近似下,利用微扰理论研究了矩形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑形成量子线的2种材料晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素,在矩形长度不变时,计算了电子和空穴的基态能量随磁场以及矩形宽度的变化情况.结果表明,粒子的基态能量随着磁场的增大而增大,随着矩形宽度的增大而减小;磁场增大时,不同尺寸量子线中电子的基态能量随磁场的变化曲线间距减小的趋势比空穴明显得多;在较高磁场下,电子的基态能量随量子线尺寸增大下降的趋势比低磁场时明显,而空穴的这种特征不明显.     

圆柱形半导体量子线中电子和空穴能态

半导体量子线具有特殊的量子效应,其内部电子的能态是它的一个基本物理量.用计算一维势阱波函数的方法简化了圆柱形量子线波函数的计算,得出了量子线中电子能态、能级图和波函数.做算例Si量子线的线宽———电子能级图,验证了计算所得结果,并讨论了量子线的光谱蓝移、能级分离与兼并和线宽的关系.     

外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射

文章研究了外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射.利用有效质量近似,以GaAs材料为例,计算了微分散射截面,结果表明,谐振子频率和外加电场的强度对拉曼光谱均有影响.拉曼光谱的峰值随着外加电场强度的增大而增大;在恒定的外加电场下,与电场方向相同的谐振子频率只影响峰值的大小,而与电场方向垂直方向的谐振子频率还对峰值的位置有影...     

量子线中形状独立的度规法则

把方形量子阱线的一维等效势模型推广到矩形量子阱线中，通过变分法计算了无限深方形和矩形量子阱线内激子的束缚能，进一步验证了量子线有一形状独立的度规法则存在。     

柱形量子线中的磁极化子性质

采用变分法,研究了柱形量子线中磁极化子在基态和激发态的系统能量,电子－表面声子相互作用能以及回旋共振频率．选用抛物型束缚势,在精确求解未微扰电子的波动方程的基础上,给出了系统的试探波函数．数值计算结果表明,随着量子线半径的增大,基态和激发态的电子－表面声子相互作用能都相应减小,回旋共振频率也随之减小．该结果对以前的研究结果有所改进     

磁场下椭圆形量子线中电子与空穴的基态能量

采用单电子近似方法求解薛定谔方程,研究了椭圆形量子线中电子和空穴的基态能量及其受磁场的影响.详细描述了能量哈密顿算符在原子单位与国际单位之间的换算及处理粒子有效质量失配及空穴有效质量各向异性的一种方法,数值结果表明,磁场的约束使得粒子的基态能量增加,粒子的基态能量随着椭圆坐标中的参数的增大而减小.本文所用的方法可推广到其他类似物理模型的薛定谔方程的求解中.     

圆柱形复合量子线中电子的能量和寿命

在有效质量近似下，用数值计算方法得到在圆柱形复合量子线中电子的准定态能量和寿命．对HgS／CdS／HgS量子线系统具体计算表明：在分立准定态区域中，电子的能量随波矢按平方规律增大而增大，随势阱宽度增大而减小；而寿命随波矢和阱宽的变化则相反．     

双壁纳米管的量子输运性质

采用密度泛函理论结合非平衡格林函数研究双壁碳纳米管及其与硼氮复合材料的输运性质,探索内、外管重叠长度对其输运性质的调控。研究结果表明重叠长度对多壁纳米管的输运性质起着至关重要的作用。随着重叠长度的变化,双壁碳纳米管的输运性质表现异常,但是与内、外管间距变化无关,也与开口端的悬挂键是否被氢饱和无关。硼氮调控复合材料纳米管的电子结构和输运性质。内、外管的重叠长度也影响其输运性质,随着重叠长度的变化,输运行为出现异常现象,但是却与碳纳米管表现的行为相反。碳与硼氮复合材料纳米管存在明显的隧道效应。通过改变重叠长度和硼氮比例调节其量子输运性质在未来的纳米器件和纳米技术中有潜在的应用价值。     

圆柱形量子线中的极化子效应

分别采用LLP变分方法和微扰方法研究了圆柱形自由量子线的极化子效应，在计算中考虑了类体纵光学声子模及表面声子模的贡献．结果显示表面声子模在量子线半径较小时产生强烈的极化子效应，而类体模的贡献则随量子线半径的增加速渐趋于三维体材料的结果．分析还发现，对于量子线、量子点等强受限体系，微扰方法得到的结果较量量变分方法的结果合理。     

苝酰二亚胺衍生物的电子输运性质的第一性原理研究

利用密度泛函理论与非平衡格林函数的第一性原理方法,从理论上研究苝酰二亚胺衍生物PTCDI-[CH2]n(n=0,2,4,6)分子体系的电子输运性质.结果表明:所有的分子结体系结构中都出现了负微分电阻现象,体系的电子输运性质取决于体系中分子的长度.随着CH2数目的增加,分子的长度相应增加,体系的电导呈指数减少;当n≥2时,分子结呈现整流特性;当n=6时,分子结在±2.1 V时整流比高达72.6;这种整流现象归因于分子的非对称结构.     

含苯巯基分子电子输运性质的研究

选取了含有苯环的3种巯基分子作为分子桥,利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,研究了含不同苯环数目的巯基分子的电子输运性质.计算结果表明:随着外加偏压的增加,电导出现台阶状变化,即呈量子化特性;随着巯基分子所含苯环数的增加,电导变化规律相似,但其值随苯环数增加而减小,并且能量较低的电子与能量较高的电子相比更难通过含有苯环的巯基分子桥.     

圆盘锯齿型石墨烯量子点的电子结构研究

通过数值求解Dirac方程,研究了在垂直磁场下锯齿型（zigzag）石墨烯（graphene）量子点的能谱结构。无磁场时,量子点能谱没有带隙,并存在能量为零的边界态。当外加磁场时,能谱中出现朗道能级,最低朗道能级能量为零且与磁场大小无关,随着磁场的增加,朗道能级简并度会随之增加。同时发现,磁场对K点与K’点的能谱结构有...     

B、N掺杂4-ZGNR电子输运性质的理论计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对锯齿型石墨烯纳米带4-ZGNR掺杂B、N原子的电子输运进行了计算.结果得到在0～1.0V的电压范围内,4-ZGNR及其分别掺杂B、N原子3种纳米器件的电流-电压曲线具有明显的非线性关系;掺杂B、N对4-ZGNR费米能级附近电子的输运起到了一定抑制作用,在一定能量区域的电子存在完全共振背散射;4-ZGNR掺杂B原子后表现出负微分电阻现象.     

掺杂armchair石墨烯纳米带电子结构和输运性质的研究

基于第一性原理计算,研究了B/N掺杂对宽度为N(a)=3p+2=11的扶手椅(Armchair)型石墨烯纳米带电子结构和输运性质的影响.杂质的存在使得扶手椅型石墨烯纳米带的能隙增大,并在能隙中出现了一条局域的杂质态能带,杂质的位置也影响其能带结构.另外,杂质的存在还引起输运过程中的电子共振散射,其特点与掺杂种类、掺杂位...