介觀納米體系中的電磁場響應.pdf

1、介觀納米體系的研究是目前凝聚態(tài)物理中十分活躍的前沿研究領域之一。它不但揭示出一系列重要的物理內稟,同時也呈現出其廣闊的應用前景,而且對介觀體系的研究有助于量子力學等的一些基本原理進行理論上的說明和實驗上的驗證。本論文較系統(tǒng)的研究了介觀納米體系中的電子動態(tài)輸運和表面等離子極化激元,實際上這一類問題都歸結于介觀納米體系對外場或外加勢的響應,即電磁場響應,其主要目的在于揭示這些結構中的新效應及其物理機制,并為設計和實現具有優(yōu)良性能的量子器件提

2、供物理模型和理論依據。
　　 最近很多研究表明納米管晶體管將會在未來的微電子技術及信息系統(tǒng)中起非常重要的作用,有望取代目前的硅晶體管成為更高性能的信息材料。目前有關碳納米管器件的輸運性質的研究中,對接點性質等的研究已有不少報道,但討論大多集中在接點的電阻特性上,并局限于直流(穩(wěn)恒)輸運問題,因此為了進一步地研究介觀納米體系中電子動態(tài)輸運的接點效應,基于Büttiker的散射矩陣理論,本文討論了在動態(tài)輸運情況下,接點對于雙勢壘納米

3、結構中的電子輸運的影響,同時我們還討論了體系內部特征勢和電荷密度的分布、體系交流電導,偶極子以及電容等物理量。結果表明,在諧振情況下接點對交流輸運性質有非常顯著的影響a這些討論和結論對于介觀納米器件的實際制備和開發(fā)具有重要意義。然而該方法是基于低頻極限,有著一定的局限性。為了更好地研究電子的輸運特性以及電子間的強關聯相互作用的影響,我們在線性響應理論和無規(guī)相近似的基礎上,利用動態(tài)自洽場方法處理相互作用電子氣并且得到了在一般頻率情況下的介

4、觀體系中電子動態(tài)輸運的自洽理論。該理論適應于任意的邊界條件和外場頻率,具有普適性。運用該理論我們將討論相干平行板電容與外場頻率的關系以及體系內部特征勢和電荷密度的分布、類等離子激發(fā)。為了進一步說明體系中的尺寸效應,我們還將討論相干平行板電容器的電容與其極板間的距離之間的關系,并與經典幾何電容相比較。所有結果表明,電容的頻率特性與類等離激元有密切關系,而且對于尺寸效應的討論中必須考慮體系表面電荷的分布特點,從而引入了有效屏蔽長度的概念。<