基于Monte Carlo方法的n+n-n+-GaAs二极管模拟

用Monte Carlo方法模拟了n n-n -GaAs二极管中载流子的输运。考虑了在输运过程中的主要散射机制,包括极性光学声子散射、声学声子散射、谷间散射以及杂质散射,给出了模拟程序的流程图,自由飞行时间,散射机制的选择和电子波矢量,最后得出平均电子速率和平均电子能量.     

球形量子点中非中心杂质对电子-声子相互作用的影响（英文）

考虑电子和局域、半空间以及表面光学声子间的相互作用,运用变分法研究了Zn_1-xCd_xSe/ZnSe球形量子点中非中心杂质对电子-声子相互作用的影响。此外,杂质和声子间的相互作用也予以考虑。结果表明,电子和局域光学声子、半空间光学声子、表面光学声子间的相互作用强烈依赖于杂质的位置,并且考虑杂质和声子的作用后,电子和声子相互作用将会降低杂质态的结合能。     

基于微纳结构的制冷器

采用分子动力学模型对纳米结构的导热系数进行了计算.计算结果表明,在硅纳米线结构中,纳米结构的热传导系数的降低不仅是由于边界散射的增强,同时,声子色散曲线的变化使得声子群速度降低,造成不同波带能量差减小,从而强化了U散射过程,导致热传导系数进一步降低.在理论研究的基础上,采用微加工工艺在1.2μm厚的Ⅲ-Ⅴ族InGaAs/InGaAsP超晶格薄膜上加工出截面积为50μm×50μm热离子制冷器.实验结果表明,在环境温度30℃时,制冷器可获得最大2℃温差.数值模拟结果表明,接触电阻制约了器件性能的提升,如不考虑这个非理想因素,器件的最大制冷温差可达到10℃.     

外磁场下电子-声子相互作用对球形量子点杂质态的影响

在有效质量近似下,采用变分法研究了外磁场下球形量子点中的施主杂质基态结合能随量子点半径和磁感应强度的变化关系.考虑电子与体纵光学声子和表面光学声子相互作用,计算了施主杂质态结合能随杂质位置和量子点半径的变化.数值结果表明,结合能随量子点尺寸减小和外加磁感应强度的增强单调增加,且基态结合能明显依赖于杂质位置和电子-声子相互作用.     

Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnSe异质结中的束缚极化子

对半导体单异质结系统 ,引入三角势近似异质结势 ,考虑电子、杂质与声子的相互作用 ,利用改进的 LLP变分法讨论在界面附近束缚于正施主杂质的极化子基态能量 .对 Zn1-xCdx Se/Zn Se系统的杂质态结合能进行了数值计算 ,给出了结合能、声子贡献随杂质位置、电子面密度和组分的变化关系 .结果表明 ,杂质 -声子相互作用显著且声子对结合能的作用为负 .     

绝缘体上硅场效应晶体管热导率尺度效应模型

针对硅微纳米薄膜热导率存在严重尺度效应的问题,提出一种等效边界散射自由程近似的全耗尽绝缘体上硅(FD SOI)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)硅薄膜热导率尺度效应模型。探讨硅材料内声子散射机理,量化考虑束缚态与自由态电子影响的声子弛豫时间,推导得到硅材料热导率解析模型;深入研究声子边界散射机制,近似求解衡量尺度效应的衰减因子,获取等效声子边界散射平均自由程;考虑由粗糙度引起的界面效应,利用Matthiessen规则将硅材料内声子散射与声子边界散射等过程进行耦合,建立起适用于纳米FD SOI MOSFET硅薄膜热导率解析模型,并利用Asheghi原始模型与实验测试数据对等效边界散射自由程近似热导率模型进行了验证。模型计算结果表明,硅薄膜内声子边界散射等效平均自由程约为薄膜厚度的2.5倍。声子边界散射在微尺度与纳尺度声子热传输过程中占据主导地位,决定了硅薄膜内声子超快热传输特性。采用等效边界散射自由程近似的热导率模型能够与Asheghi模型及实验测试数据较好地吻合,更加凸显衰减因子的物理意义以及有效地揭示纳米器件有限空间热导率的尺度效应。     

Zn1-xCdxSe/ZnSe异质结中的束缚极化子

对半导体单异质结系统，引入三角势近似异质结势，考虑电子、杂质与声子的相互作用，利用改进的LLP变分法讨论在界面附近束缚于正施主杂质的极化子基态能量，对Zn1-xCdSe/ZnSe系统的杂质态结合能进行了数值计算，给出了结合能、声子贡献随杂质位置、电子面密度和组分的变化关系，结果表明，杂质－声子相互作用显著且声子对结合能的作用为负。     

CaX(X=S,Se,Te)晶格热导率的第一性原理计算

使用第一性原理方法精确计算了CaX(X=S,Se,Te)的声子和晶格热导率等性质,并且从体系构成的异同分析了声子谱的异同.为了解释这类化合物中硫族元素从Te变为S时,热导率以及模式热导率成倍降低的原因,逐个研究声子简正模式对各自热导率的贡献以及不同体系间相同模式的声子热导率的差异,进一步计算了各个独立声子模式的Grüneisen参数、散射相空间、群速度、寿命等与热导率直接相关的物理量.从这些物理量之间的差异推测造成热导率差异的根本原因,并且分析了这些物理量的差异和声子谱的联系,从声子谱的变化趋势验证了如散射相空间、声子寿命、群速度这些物理量的差异,并且也最终验证了声子散射的理论基础.可以预言CaX这一系列材料的热导率,但现在尚缺乏直接实验验证.     

二维正方点阵固态声子晶体带隙研究

声子晶体对声子晶体带结构的研究具有极大的理论和应用价值.介绍了用平面波展开法计算二维正方点阵的固态声子晶体带隙的方法,研究不同截面形状的散射物对晶体带隙的影响.当填充分数F<0.5时,圆形截面散射物体系比正方形截面及长方形截面的体系有利于带隙产生,而当F>0.5时,则正方形截面的体系更优越.     

n—Ga1—xAlxAs的电子喇曼散射,束缚声子和DX中心

观测到ｎ－Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ的束缚声子和电子喇曼散射．对ｎ－Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ进行喇曼散射实验，揭示了在低温光照条件和组分超过某临界值的合金半导体存在着有效质量型的浅施主能级，引起束缚声子和电子喇曼散射．在较高温度，此能级电子减少到由ＤＸ中心表征的施主深能级．实验结果证实了Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ的ｎ型杂质具有深－浅双稳特性．根据晶格动力论，浅释了Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ中施主的电荷态．     

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...     

杂质在晶体表面的振动特性及其对晶体性能的影响

采用三维非对称模型,考虑最近邻和次近邻原子的作用,通过计算机求出晶体表面杂质原子的三维振动模式。用局部模定性地说明了杂质原子在表面和体内对晶体热学性质影响的差异。     

扶手椅型石墨烯纳米带输运性质的应变调控——以微小应变作用为例

采用非平衡格林函数方法和密度泛函理论的第一性原理,计算外加非轴向微小应变作用下扶手椅型石墨烯纳米带的电子能态密度和透射谱.结果表明,半导体型扶手椅石墨烯纳米带的电子透射系数和能态密度对外加非轴向应变十分敏感,金属型扶手椅石墨烯纳米带的带隙在微小应变下即可打开.     

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.     

基于声辐射模态确定声功率

利用声辐射模态方法研究了声辐射问题．以声辐射模态表示振动表面的多极子辐射,构成一组基函数,采用声辐射模态展开振动表面辐射的声场信息．在声场中,选择包围振动表面的封闭表面,振动表面辐射的声功率为声强在该封闭表面上的积分．基于声辐射模态和声场分布模态,推导了计算任意形状振动表面辐射声功率的计算公式,丰富了声辐射问题中的模态分析内容．针对平板辐射,数值计算结果令人满意．     

基于FEKO的引信目标近场动态散射特性实时仿真

引信目标的近场散射特性受到天线方向图、目标局部照射、弹目交会状态等因素的影响,计算过程复杂。首先提出了一种基于FEKO的目标近场散射特性实时仿真方法,然后根据引信作用段的特点建立了弹目交会模型,对引信目标的近场动态散射特性进行了实时仿真,仿真结果表明近场散射强度与导弹脱靶量和目标照亮区有直接关系,脱靶量越小,散射强度相对越大,且弹目距离较近时,由于照亮区的不同散射强度将出现较大起伏。     

浅海硬障碍物声波的反散射问题

研究三维浅海硬障碍物声波的反散射问题 ,其中假设浅海海面是自由释放边界 ,海底是绝对硬的 ,障碍物边界也是绝对硬的 .这一反散射问题归结为外Neumann边界值问题 ,进而转化为一个边界积分方程 .通过对反散射唯一性问题的研究 ,给出了唯一性定理的证明 .     

堆叠方法与堆叠层数对扶手型石墨烯纳米带电子能带的影响

摘要：根据紧束缚模型理论,研究了AA堆叠与AB堆叠的双层扶手型石墨烯纳米带和少层扶手椅型石墨烯纳米带的能带结构,并相应地给出了解析解．改变双层扶手型石墨烯纳米带空间的拓扑结构,能带与能隙也相应地随之变化;另外,当扶手型石墨烯纳米带的带宽n不变时,随着层数的增加,能带结构随之变化,能隙则成指数型减小．     

二维海洋波导中Helmholtz方程外问题数值解的有限元方法

研究了二维海洋波导中声波与散射体相互作用的问题.基于伽辽金变分原理和DtN映射方法,发展了这类声散射问题的一种有限元数值求解方法,提出了有效的数值实现手段.考察了海洋波导中声波与散射体相互作用的回声结构特性,包括海洋界面的多重反射效应对回声结构特性的影响.数值计算结果表明,所建立的有限元理论方法是有效和实用的,而且数值实现速度较快.     

有限阻抗表面扁平目标对声波的散射

本文应用几何衍射理论研究水中扁平小样品的声散射特性．根据有阻抗覆盖层的刚性尖劈衍射的一致性ＧＴＤ公式和几何关系导出矩形扁平样品的散射公式．通过数值计算，讨论了收发合量和收发分置时样品的散射特性，及其与入射波参数和材料性质之间的关系．将计算结果与实验数据进行了对比，其吻合程度较好．ＧＴＤ的数值方法可望应用于目标强度预报和自由场小样品反射系数的测量．