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本文采用自由电子模型,应用量子波导理论分别研究不同介观环结构中的电子输运规律。全文分五章:
第一章简要地介绍了与介观输运有关的基础理论及其发展历史,研究现状和意义。
第二章通过量子波导理论研究内切旋转环介观结构中电子的输运性质,通过对这一问题的研究,我们发现电子透射几率不仅和内切旋转环的旋转角度有关,而且和内环和外环的大小有关。更有趣的是发现电子透射几率随旋转角度的变化曲线非常类似于Aharonov-Bohm环中电子透射几率与磁通量的关系,因此我们可以通过调节旋转环的角度达到对电子透射几率的调制。
第三章通过量子波导理论研究一维Aharonov-Bohm环上臂联结stub的介观结构中的Fano共振效应,研究结果表明在介观环上臂联结stub后,使得电子在上、下两臂的电子态发生改变,其中上臂的电子与stub中电子相互作用而部分产生了分裂态,下臂仍为连续态,其中分裂态和连续态的相互干涉产生Fano共振效应,即在电子透射几率与电子入射能量的关系曲线中出现zero-polepairs的曲线特征。因此,在我们研究的具体结构中,假如适当的调整入射电子的能量以及磁通量的大小,可以出现zero-polepairs的Fano共振效应。
第四章应用同样的方法研究交叉相接双环中的持续电流,我们知道,Aharonov-Bohm环中可以产生持续电流,是由于外磁场打破了波函数的时间反演对称性,使得简并态传输电流,从而导致了持续电流的存在。通过对交叉双环这一具体结构的研究,发现持续电流不仅能在Aharonov-Bohm环中存在,即使没有磁场,同样可以在上下路径不对称的开环系统中产生持续电流。
第五章主要结论。