鍺硅核殼型納米線(xiàn)器件量子輸運(yùn)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn).pdf

1、本論文針對(duì)鍺硅核殼型納米線(xiàn)這種新型半導(dǎo)體材料中的空穴輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了低溫下量子輸運(yùn)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究。主要側(cè)重于兩個(gè)方面：一是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量弱反局域化來(lái)探討鍺硅核殼型納米線(xiàn)中的各種馳豫機(jī)制以及自旋軌道耦合相互作用；二是通過(guò)測(cè)量由超導(dǎo)材料做源漏電極的量子點(diǎn)器件來(lái)探討鍺硅核殼型納米線(xiàn)量子點(diǎn)中能級(jí)結(jié)構(gòu)與其旁邊電極中超導(dǎo)態(tài)的相互作用。
　　 本論文的主要內(nèi)容有：
　　 1. 簡(jiǎn)單介紹論文中涉及到的與鍺硅核殼型納米線(xiàn)磁輸運(yùn)性質(zhì)相關(guān)的物理概

2、念。
　　 2. 簡(jiǎn)單介紹了本論文中所涉及到的樣品器件在加工過(guò)程中需要用到的微納米加工儀器、工藝和技術(shù)，并詳細(xì)介紹了光刻、電子束曝光等重點(diǎn)工藝的技術(shù)技巧。然后對(duì)本論文中所用到的樣品和器件的加工流程做了細(xì)致的介紹。
　　 3. 從實(shí)驗(yàn)角度，研究了普通金屬材料做電極時(shí)單根鍺硅核殼型納米線(xiàn)中空穴的弱反局域化現(xiàn)象。并由相應(yīng)的理論擬合出了空穴輸運(yùn)過(guò)程中各種馳豫機(jī)制對(duì)應(yīng)的特征量，更重要的是得到了此材料中自旋軌道耦合的強(qiáng)度。并發(fā)現(xiàn)這些

3、特征量和自旋軌道耦合強(qiáng)度都可由實(shí)驗(yàn)可控參數(shù)調(diào)制。
　　 4. 研究了源漏電極為超導(dǎo)材料的鍺硅核殼型納米線(xiàn)量子點(diǎn)器件。發(fā)現(xiàn)在量子點(diǎn)與超導(dǎo)電極耦合較弱時(shí)，量子點(diǎn)的正常單空穴隧穿過(guò)程由于超導(dǎo)電極中打開(kāi)的超導(dǎo)能隙而被抑制。
　　 5. 研究了同樣是源漏電極為超導(dǎo)材料的鍺硅核殼型納米線(xiàn)量子點(diǎn)器件，但是在量子點(diǎn)與超導(dǎo)電極耦合較強(qiáng)時(shí)，原來(lái)被超導(dǎo)電極中超導(dǎo)能隙抑制的量子點(diǎn)單空穴隧穿過(guò)程又被Andreev反射所增強(qiáng)。因而出現(xiàn)了Andree

4、v反射增強(qiáng)的量子點(diǎn)中相位相干的單空穴隧穿過(guò)程。
　　 6.在源漏電極為超導(dǎo)材料的鍺硅核殼型納米線(xiàn)量子點(diǎn)器件中，發(fā)現(xiàn)了高階的共隧穿過(guò)程，并伴隨有負(fù)微分電導(dǎo)現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都是由于Andreev反射而引起的，并隨著超導(dǎo)電極失去超導(dǎo)特性而消失。
　　 7. 對(duì)以上實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)本論文工作意義的同時(shí)，提出其中有待改進(jìn)之處。并對(duì)將來(lái)在鍺硅核殼型納米線(xiàn)上的量子輸運(yùn)實(shí)驗(yàn)研究提出可行性建議。
　　 本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為：<

5、br>　　 1. 首次對(duì)鍺硅核殼型納米線(xiàn)在低溫下進(jìn)行了磁輸運(yùn)性質(zhì)的系統(tǒng)研究。
　　 2. 通過(guò)弱反局域化實(shí)驗(yàn)，提取出了鍺硅核殼型納米線(xiàn)中的自旋軌道耦合強(qiáng)度，并發(fā)現(xiàn)此強(qiáng)度可被外電場(chǎng)調(diào)節(jié)。從而指出有望將來(lái)做出基于鍺硅核殼型納米線(xiàn)的自旋電子學(xué)器件。
　　 3. 對(duì)鍺硅核殼型納米線(xiàn)量子點(diǎn)器件在有超導(dǎo)電極耦合的情況下，針對(duì)不同的耦合強(qiáng)度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。加深了對(duì)超導(dǎo)電極與量子點(diǎn)相互作用中各種情形的理解。
　　 4.基于實(shí)驗(yàn)