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。     

外加偏压对三元准周期超晶格隧穿性质的影响

利用Ａｉｒｙ函数并应用转移矩阵方法,研究了三元准周期超晶格的电子共振隧穿着重讨论了不同外加偏压对隧穿性质的影响。结果表明,外加偏压对三元准周期超晶格的电子透射率有明显的影响。当偏压较小时,高透射峰出现在能量较高的区域;当偏压较大时,高透射率峰出现在能量较低的区域。     

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。     

三明治型多层膜楔形金属狭缝阵列的宽频透射

基于非共振原理的异常光学透射(Extraordinary Optical Transmission,EOT)现象可以实现宽频带透射,对宽频带光子器件的设计具有重要意义.金属狭缝纳米结构由于结构简单、易于集成、耦合效率高,常在纳米结构器件中用于构建光源.但金属亚波长狭缝结构一直存在透射率低的问题.为实现金属狭缝的宽频带高透射率,本文设计了三明治型多层膜楔形金属狭缝阵列,并应用有限元方法研究了该结构的透射特性.结果表明:与单层膜楔形金属狭缝阵列相比,多层膜楔形金属狭缝阵列在透射光谱中可产生多个透射峰,并且在红外波段可实现增强透射和宽频带透射;由于楔形狭缝从入射口到出射口逐渐变细的结构特点,狭缝从入口到出口阻抗逐渐变化,在介质层内及狭缝出口可实现局域电场增强.此外,本文还研究了楔形狭缝入口宽度、介质层厚度、介质层位置、金属薄膜总厚度及狭缝周期等对多层膜楔形金属狭缝阵列透射特性的影响.研究结果将对设计具有宽频带透射的多层膜结构及在纳米光源设计、集成光路研究、光电子电路应用方面有一定的指导意义.     

外加偏压情况下三元准周期超晶格的高能态电子隧穿性质

本文应用Airy函数和散射矩阵方法研究了外加偏压对三元准周期超晶格高能态电子隧穿性质的影响. 结果表明, 不同外加偏压下,高能态电子透射率谱在一定范围内有显著的变化. 随着偏压的增大,透射峰位置向低能量区域移动.     

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。     

三元准周期超晶格的共振隧穿

本文研究了三元准周期超晶格的电子共振隧穿性质。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；电子透射率较大的能量对应着电子的扩展态，电子透射率较小的能量对应着电子的局域态，电子透射率介于两者之间时，对应着电子的临界态。     

交-直流势驱动下的应力石墨烯势垒中Dirac粒子的隧穿

研究了应力作用下单层石墨烯在含时电势垒中Dirac粒子的隧穿.通过改变势垒中交流势垒的强度、粒子的入射角、沿zigzag或armchair方向施加的应力等详细探讨了Dirac粒子经由中心带和边带的透射率.用数值计算证明了垂直入射时Klein遂穿是通过Dirac粒子经由各个边带的透射率的迭加而完全穿过受应力作用和交-直流势驱动下的势垒.一般情况下,增加交流势垒的强度会对透射产生抑制,但是,沿zigzag方向施加应力有利于Dirac粒子经由边带的透射而抑制经由中心带的透射.     

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....     

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。