电子波导中单个杂质对电流分布的影响

微小器件内杂质原子的存在是影响电流分布的主要因素之一．本文研究了电子波导中单个杂质原子对电流分布的影响．基于薛定谔方程,得到了电子在准一维电子波导中单个杂质所在界面处的精确的相位相干电子输运图像．描绘了电流密度的分布图．发现杂质势为吸引势和排斥势时对电流密度分布的影响是不同的。在杂质势为吸引势时,在杂质原子周围产生了明显的涡流,并且涡流强度随杂质势的强度而变化,但在杂质势为排斥势时涡流并没有出现．涡流出现是量子相干散射造成的,并与衰减模式的存在有重要关系．本文还研究了波导宽度以及杂质原子的位置对电流分布的影响．     

电子波导间一维到一维隧穿的理论研究

研究了耦和电子波导间的电子隧穿，结果表明隧穿电导随波导宽度振荡，与已发表的实验结果相符。文中详细分析了电子的输运性质，并对量子力学计算与半经典的观点作了比较；结果表明半经典的观点能对有关现象给出定性的物理解释。     

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.     

杂质对三元准周期超晶格隧穿性质的影响

应用δ函数势模型和散射矩阵方法,研究了势阱中的杂质对三元准周期超晶格电子隧穿性质的影响。结果表明,杂质对三元准周期超晶格的电子共振隧穿谱有明显影响。改变δ势垒高度会引起透射峰的移动;杂质放在势阱中的不同位置,也会使得电子透射率谱发生变化。     

边缘势效应对电子输运性质的影响

研究了磁场及无序杂质存在条件下,边缘势效应对磁场下二维无序杂质系统中的电子输运性质的影响.边缘势越小,电子输运通道越容易打开,电导"台阶"越易向能量小的区域平移;边缘势较大,电子需要较大的费米能才能打开一个量子通道,电导"台阶"越向右平移;边缘势一大一小时,"台阶"有先左后右的平移趋势.系统电导随着磁场的变化表现出周期性振荡行为,系统电导的极值也随边缘势的变大而减小.受杂质散射的影响,系统电导随无序杂质质量百分数的增大而减小.     

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....     

自旋轨道耦合系统中的电流导致的自旋极化

研究了二维Rashba自旋轨道耦合电子系统中的电流导致的自旋极化。对于δ函数形式的短程电子杂质散射,得出了和文献一致的结果。在远处杂质散射下,自旋极化将会强烈地依赖于电子密度,这个结果完全不同于短程势散射的情况。并且随着杂质距离的变大,自旋极化增强。在这种散射势的情况下,不再能够通过测量纵向电导和磁化强度的方法来确定样品的 Rashba 自旋轨道耦合系数。     

MOS器件直接隧穿栅电流及其对CMOS逻辑电路的影响

随着晶体管尺寸按比例缩小,越来越薄的氧化层厚度导致栅上的隧穿电流显著地增大,严重地影响器件和电路的静态特性,为此,基于可靠性理论和仿真,对小尺寸MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor)的直接隧穿栅电流进行研究,并通过对二输入或非门静态栅泄漏电流的研究,揭示直接隧穿栅电流对CMOS(complementary metal oxide semiconductor)逻辑电路的影响.仿真工具为HSPICE软件,MOS器件模型参数采用的是BSIM4和LEVEL 54,栅氧化层厚度为1.4 nm.研究结果表明:边缘直接隧穿电流是小尺寸MOS器件栅直接隧穿电流的重要组成成分;漏端偏置和衬底偏置通过改变表面势影响栅电流密度;CMOS逻辑电路中MOS器件有4种工作状态,即线性区、饱和区、亚阈区和截止区;CMOS逻辑电路中MOS器件的栅泄漏电流与其工作状态有关.仿真结果与理论分析结果较符合,这些理论和仿真结果有助于以后的集成电路设计.     

平行双量子点系统的磁输运性质研究

从理论上研究了平行双量子点系统的磁输运性质.基于广义主方程方法,计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻,计算结果表明:电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻,而电子库伦关联效应可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现,对相关的基本物理问题进行了讨论.     

三元准周期半导体超晶格的电子态

用紧束缚方法研究了三元准周期半导体超晶格的电子态,讨论了杂质对三元准周晶格系统的电子隧穿透射率谱及电子态几率分布的影响。结果表明,杂质的存在对系统的电子隧穿透射率有明显的影响,杂质所处位置和杂质性质的不同都会使系统的电子态发生变化。     

含非均匀结构量子波导中6支振动模中的声子输运和热导

利用散射矩阵方法,研究非均匀结构调制的半导体量子波导中6支最低弹性声子模的输运系数与热导性质.研究结果表明:当4支最低声学声子模的截止频率为0Hz且当频率接近于0Hz时,透射系数总为1;当2支光学模的截止频率大于0Hz且当频率接近截止频率时,透射系数总为0;声子模的输运系数、量子化热导平台以及热导性质与量子点的结构密切相关;在极低温度下,扭转模的热导对结构最敏感,而随着温度的增大,压缩模与y方向的弯曲声学模的热导对量子点的结构最敏感;改变量子点的结构能有效调节6支单模的热导.     

无序杂质、磁场对“三明治”式二维系统电导的影响

为研究二维电子系统中电子输运的问题及在磁场作用下二维无序杂质系统电导的物理性质,通过运用格林函数以及散射矩阵理论的方法,在格点模型的基础上,对"三明治"式二维电子系统电导的量子化现象进行了分析。导线与散射体的接触减小了系统的电导,削减了电导量子台阶现象,使得系统的电导随着导线与介质间耦合的变小而降低;当系统受到外磁场作用时,系统电导的变化随着磁场的变化表现出周期性震荡行为,这种震荡变化的剧烈程度与电子的能量有关;受杂质散射的影响,系统电导随无序杂质浓度的增大而减小,在某些特殊掺杂的浓度下,对于一些特殊的电子能量,系统的电导可以达到理想情况下的阶梯值。研究成果对于"三明治"式二维电子系统电导的进一步研究具有借鉴意义。     

正常金属/dx2-y2+idxy混合波超导隧道结中的准粒子寿命效应

考虑到准粒子的有限寿命效应,在Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论框架下,通过求解Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程,计算正常金属／dx^2-y^2＋idxy混合波超导隧道结中的准粒子输运系数与隧道谱．结果表明：准粒子的有限寿命效应不仅能压低隧道谱中的电导峰．而且可以有效地阻止峰的滑移;随着非弹性散射的增强,还会在零偏压处形成一宽峰．     

钛含量对PZT/STO铁电电容器隧穿电阻的影响

采用Landau-Devonshire自由能理论和晶格模型,研究了PbZr1-xTixO3(PZT)/SrTiO3(STO)复合薄膜中PZT的钛(Ti)含量(x=0.5,0.6,0.8,1.0)对铁电隧道结极化强度、总电势、电导和隧穿电阻等的影响,从而增大隧穿电阻.模拟结果表明:随着层数增加,复合薄膜极化强度增大;随着Ti含量增加,隧道结电导先减小后增大,其隧穿电阻率先增大后减小;PZT极化强度、STO总电势和PZT总电势的斜率均在x=0.8时最大.     

自旋相关耦合双量子点的非平衡输运特性

采用K e ldysh非平衡格林函数方法,研究了电子通过耦合双量子点的自旋极化输运特性.我们考虑量子点中的电子电子相互作用,在H artree-Fock近似下给出自旋分离流的普遍表达式.数值结果显示:随着偏压的增加,不同自旋取向的电子所占居的等效能级相继进入偏压窗口,自旋极化流振荡,电荷流持续增加.这些变化特性可以很好的用自旋相关的共振隧穿理论给予解释.     

面向飞行模拟的大气效果实时绘制技术

针对飞行模拟器视景仿真系统特点,提出了一种适用于大规模场景、基于物理的大气效果实时绘制方法。介绍了大气效果的基本概念、实时绘制的简化模型和图形处理器(GPU)加速方法;修正了光照模型,使大气散射效果随高度而变化;使用开源视景仿真软件OSG(OpenSceneGraph),实现了大场景单散射大气效果的实时绘制。结果表明,基于物理的大气效果绘制,能增加飞行模拟视景仿真的真实感。     

多层半导体结构的共振隧穿性质

应用转移矩阵方法，计算了多层半导体结构的电子透射系数，研究了三元准周期超晶格的电子共振隧穿性质，讨论了不同结构对隧穿性质的影响。结果表明：准周期超晶格结构的自相似性导致了电子透射率谱的自相似性；随着代数的增加，高透射率的区域越来越集中于某一小的能量范围；对应不同的排列结构，电子透射率随能量的分布也不相同，透射率较大的能量位置与系统中占多数的那种势阱的能级相对应。     

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.