左-右手介质层中的光子隧道效应的分析

分析了TE波入射到包含左手介质的4层平板层的结构中的现象,若不考虑介质的损耗,当隧道层中左手介质层和右手介质层的厚度、折射率相匹配时,电磁波在这样的结构中传播能产生全透射,并且与只包含右手介质的光子隧道相比较,光子在这样的结构中能传播更远的距离（约几个波长）．     

光子扫描隧道显微镜四介质三界面模型

修改了光子扫描隧道显微镜（ＰＳＴＭ）的三介质二界面模型，提出了比较符合ＰＳＴＭ探测实际的四介质三界面理论模型。给出了在这一新的理论模型下光子扫描隧道显微镜探测场的理论计算公式。对光子扫描隧道显微镜的实际探测具有理论指导意义     

一维光子晶体的缺陷模

从传输矩阵出发,详细推导了一维光子晶体的缺陷模,得出了光子晶体的缺陷模位置、数目和组成光子晶体缺陷层的光学厚度,缺陷层数目的关系。     

史瓦西黑洞的光子层

建立了光子在史瓦西场中的动力学方程之后，推导出光子层的半径ｒｐ＝３ＧＭ／ｃ＾２并讨论了光子层的某些特征。     

正方排列芯壳型平板光子晶体禁带特性的研究

构建了正方排列的芯壳型平板光子晶体结构,发现这种芯壳型平板光子晶体较传统的介质柱型平板光子晶体能获得更宽的类TE禁带.分析了两种模型,一种是芯层折射率为3.5,壳层折射率为2;另一种是芯层折射率为2,壳层折射率为3.5,发现当芯层折射率大于壳层折射率时,光子禁带明显增宽.     

一维光子晶体的电场分布特性

推导出任意角度的入射光在一维光子晶体中传播的电场分布公式,分析一维光子晶体的电场分布特性.数值分析表明,入射光角度、光子晶体介质层排列方式、缺陷层和缺陷层折射率均对一维光子晶体电场分布特性产生不同的影响.     

光子扫描隧道显微镜光纤探针的研制及显微成象研究

探讨了光子扫描隧道显微成象系统中光纤探针对经样品调制后的倏逝场的探测机理；着重研究了光纤探针的腐蚀加工工艺，同时具体分析了单模、多模光纤探针不同的显微成象特点，并与理论数值模拟计算结果相比较；最终应用于多种样品的显微成象，为纳米级分辨的光子扫描隧道显微镜的研制奠定了基础．     

探针接收光强的龙贝格积分法

光子扫描隧道显微镜是利用光纤探针进行探测的。由于透过介质的光强并不会完全被光纤探针所接收，所以利用麦克斯韦方程组计算光纤探针接收光强是非常困难的，目前仍没有合适的方法。本文找到了一种近似方法并在微机上进行数值模拟，得到一些计算结果，对于光子扫描隧道显微镜的实际探测具有一定的意义。     

一维光子晶体的缺陷模式研究

利用传波矩阵方法,计算了电磁波在带有缺陷的一维光子晶体中的传波。数值计算表明,在只有一个缺陷层时,缺陷模式频率与缺陷层在光子晶体中的位置无关,当有两个缺陷层出现时,缺陷模式频率与缺陷层在光子晶体中的位置是有关的。另外,计算也表明,缺陷模式频率对缺陷层材料的折射率变化是非常敏感的。     

一维光子晶体的带隙分析

折射率交错变化的薄膜结构 ,可以作为一维光子晶体来分析 .采用薄膜光学理论 ,分析了光波在该类一维光子晶体中的传播特性 ,探讨了光子晶体膜层的折射率、光学厚度、中心波长等对一维光子晶体光带隙性能的影响 ,从而为一维光子晶体的设计提供参考 .     

TM偏振光子隧道效应

利用电子与光子隧道现象的相似性，我们证明：TM光子在全反射破坏结构中隧道问题，可以转变为具有不同有效质量的电子在一维夹势垒中隧道问题．通过这种方法，我们计算TM光子的隧道透射系数T．     

光子扫描隧道显微技术

根据对内全反射(TIR)棱镜表面成指数衰减规律倏逝场的检测和分析,本文叙述了一种新型的光子扫描隧道显微技术(PSTM),被分析的样品置于棱镜表面,它空间调制了上述倏逝场。通过对被调制倏逝场的检测获得了远小于光波波长的空间分辩能力.PSTM实验系统中使用了633nm 的 He-Ne 激光,用直径约300nm 的光纤探针对不同薄膜样品进行检测,其结果与光隧道理论相符。     

光子扫描隧道显微镜探测场的理论研究

对光子扫描隧道显微镜探测场进行了理论研究，由于在实际探测时支承样品的玻璃与样品间的折射率是不同的，计入支承样品玻璃影响，得出了比较符合实际的探测场理论计算公式。     

PSTM四层介质理论探测场的数值模拟

使用最新光子扫描隧道显微镜探测场的理论计算公式，采用比较符合实际探测的理论模型，对ＰＳＴＭ探测场进行了计算机数据模拟，对探测场分布随扫描控制参量的变化规律进行了系统的研究，     

激光对双势垒结构负阻效应的影响

考虑了晶体格点的振动效应和光子———声子的相互作用,导出了对称双势垒结构中的电流密度随激光强度、照射时间、样品初始温度、材料的热容量等变化的关系式。讨论了强激光对双势垒结构负阻效应的影响。     

TM polarization characteristics on thermal radiation of a negative refractive index thin film

Thermal radiation TM polarization characteristics of a negative refractive index thin film was studied based on the transmit matrix method and Kirchhoff radiation law. The influence of the thin film parameters on the thermal radiation directional characteristics and spectral property were discussed. And the influence of the evanescent waves was also discussed. The results show that two factors play important roles in the thermal radiation of negative index thin film: one is the interference effect of the thin film structure to the electromagnetic waves; the other is the photon tunneling effect of the negative refractive index material, which was caused by the amplifying evanescent wave. These indicate that spectral and directional characteristics of the thermal emissivity can be modulated by modifying the structure and the physics parameters of the negative refraction index thin film. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50606003) and Aeronautic Science Foundation of China (Grant No. 2007ZA51006)     

硅烯上的克莱因隧穿

基于硅烯的四带低能有效哈密顿量,通过求解狄拉克方程研究了单层硅烯上的势垒隧穿,得出了硅烯中隧穿几率随入射角度的变化关系。当入射方向为正入射时,电子完全透射,隧穿几率不随隧穿势垒宽度和门电压改变而变化,表明在硅烯中可以观察到克莱因隧穿现象。进一步研究了硅烯在常规半导体相、拓扑绝缘体相以及半金属相等不同物相中的量子输运,发现不同的物相对于电子的隧穿影响不大。该研究有助于澄清硅烯上克莱因隧穿的特性,并为基于硅烯的强鲁棒性量子隧穿器件设计提供思路。     

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．