低维系统中的量子输运性质

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yiwangcom
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子输运性质是凝聚态物理学中一个非常重要的研究方向。近年来,随着微加工技术的迅速发展,介观系统以及纳米结构中的量子效应倍受人们的关注。本论文从以下三个方面深入探讨了低维系统中的量子输运性质。 第一,对一维非周期介观环中磁通诱导的持续电流作了系统的理论研究。首先,根据非周期k组元Fibonacci(KCF)结构,构造了一维介观环。在此基础上,利用紧束缚近似和转移矩阵方法,详尽探讨了此系统中持续电流的行为。研究表明,对于同一个KCF介观环,在位能增加时,系统的无序度增强,持续电流明显减小;并且,如果电子填充到能谱中一个较大能隙的底部,增加或减少电子都会导致持续电流几个数量级的改变。对于不同的KCF介观环,当1<k<6时,KCF结构是准周期的,与磁通有关的电子能谱具有自相似性;而当k≥6时,KCF结构介于准周期和无序之间,能谱不存在自相似性。由于电子能谱的差异,KCF介观环中的持续电流随之表现出不同的特征。一方面,当在位能保持不变而组元数k增加时,系统的无序度增强,但是持续电流并没有单调减小,而是呈振荡趋势;另一方面发现,随着结构中组元数k增加,即使电子填充数发生改变,也没有出现持续电流的剧烈起伏。此项工作首次在一个统一的结构模型中(包括周期、准周期以及介于准周期与无序之间的结构),给出了该系统中各种特征的电子能谱,揭示了该系统中磁通诱导的持续电流所具有的丰富特性。 第二,发现了random-dimer(RD)介观环中电子退局域所导致的持续电流增强的效应。研究表明,尽管RD系统中存在无序,但是由于电子退局域现象的发生,RD介观环中电子的输运性质发生很大的变化。如果Fermi能在系统共振能量附近,对应的电子态是扩展的,总持续电流与自由电子的情形相比几乎没有减小;相反地,如果Fermi能偏离了共振能量,电子最高占据态是局域的或者处于扩展态与局域态之间,则持续电流会由于杂质散射急剧降低。同时,计算了不同电子填充数情况下持续电流曲线所包围的面积,以此验证了RD模型中扩展态数目满足√N规律(N为系统中格点总数)。该工作首次揭示了RD介观环中电子退局域化所导致的持续电流的增强效应,提供了一种合理的模型来解释实验上观测到的异常大持续电流的现象,并且讨论了具有此种性质的介观环在量子开关器件中可能的应用。 第三,首次研究了具有反对称型杂质的一维链中电子的退局域化和共振透射现象。该研究中的随机杂质基团由三部分构成,中间为奇数个主链原子,左边部分包含若干个非主链原子,右边部分是其反对称像。基于紧束缚近似,首先从非对称的三元杂质(AST)模型出发,解析地给出了电子退局域化产生所必须满足的约束条件,有关电子透射系数、Lyaponov指数及电子波函数的数值计算结果完全证实了解析的分析。在AST模型的基础上,将该模型推广到反对称的randomn-mer(ASN)情形,严格证明了如果一维系统中每个随机杂质的在位能分布关于中心主链原子反对称,那么这个系统一定能出现电子退局域化现象,系统会发生金属-绝缘体转变。这项工作首次讨论了一维系统中杂质内部具有反对称性时电子透射的情况,突破了以往相关研究工作对于此类具有关联特征的无序模型的限制,即要求杂质内部满足镜面对称性。所提出的ASN模型,一方面,为一些有机聚合物的高导电性给出了一个合理的物理解释;另一方面,为新型导电有机物的合成提供了一种新的科学思路,具有潜在的应用前景。 通过以上三方面的研究,揭示了在具有一定无序度的介观系统中,量子输运性质所表现出的丰富特性,同时以具有关联特征的一维无序系统为例,探讨了电子局域-退局域转变发生的物理原因,为新型材料以及新型器件的研制开拓了思路。
其他文献
[教学内容]rn北京市义务教育课程改革实验教材六上第八单元rn本文是美国作家大卫·欧文回忆自己少年时代学习生活时的一篇文章,它讲述了科学课上怀特森老师运用“故弄玄虚策
期刊
近日,省委省直机关工委印发《关于2018年度省直机关党的建设考评结果通报》,省档案局考评结果为优秀.rn省直机关工委通过在线考评、日常督导、述职评议等方式,对省直105个单
期刊
该文用时间分辨激光光谱技术,研究Er:YAlO中紫外波段能级D、H、D、G、K和P的光谱特性和能级寿命.对荧光衰减曲线拟合计算,得到其能级寿命分别为20.6、14.6、21.9、11.3、20.0
本文从自适应滤波技术及其推广形式出发,探讨了自适应滤波用于语音增强的有关课题,主要目的是自适应消除干扰语音和警报噪声,提高目标语音清晰度。主要解决两种噪声的消除问题:一
课堂教学是教师开展教学活动的主阵地,是学生获取知识的主渠道,提高课堂教学效率是每个教师孜孜不倦、不懈追求的目的。要提高课堂教学的有效性,关键在于教师的教学观念,每一
该文采用化学气相沉积方法制备碳纳米管并对其进行改性处理,包括:在石墨网络中掺杂氮元素;数量与间距可控地填充金属催化剂颗粒与金属氧化物颗粒或金属纳米线.利用高分辨电子
我的婆婆今年60岁,她个头不高,却很精干,五官虽不十分美丽,却一眼着上去还是有气质的.她十分爱干净,仿佛衣服永远是刚洗过的.但我不喜欢她一点,就是她非常喜欢打牌,据说是下
以类金刚石膜的场发射应用为目的,研究了各种沉积条件如:氢等离子体刻蚀、氢气辅助沉积、氮掺杂等技术对膜的场发射性能的影响,摸索出获得最佳发射时膜的沉积参数.利用制备好
餐馆是有人情味的容器。  爸爸用手撑着脑袋,歪歪地坐着。他很熟练地点好了菜,让面前摊开的菜单形同摆设。  妈妈用左手托起茶壶,给三份碗筷分别洗干净。  而我坐在他们两人中间,手指敲击着桌面,急切地等待美食的慰藉。他们聊我的发型,聊我一直没好的感冒。遇到话题中止的时刻,我尝试拿起手机,被妈妈训道:“不要整天玩手机。”  而酒足饭饱后,我们三个人便走回各自的轨道里。  无法否认,父母分开这件事,是从童
期刊
误区一:定位不准,角色行政化rn角色定位问题事关教研员能否顺利地完成所承担的职责这一根本性问题.在素质教育时代,教研员是教育与教学工作的服务员,是教师迫切需要的动力源