電子和聲子在納米器件中輸運性質(zhì)的研究.pdf

1、納米材料是應(yīng)用十分廣泛的微觀材料。由于納米材料尺度的減小，隨之帶來的重要性質(zhì)是量子尺寸效應(yīng)。在量子點或量子阱系統(tǒng)中，當(dāng)樣品的尺度與激子玻爾半徑相近時，系統(tǒng)中的能級是分立的。當(dāng)電子或聲子在納米材料中運動時，就表現(xiàn)出明顯的量子尺寸效應(yīng)。近年來，由于納米科技的快速發(fā)展及各種半導(dǎo)體器件設(shè)計的微型化，人們對量子尺寸效應(yīng)的研究興趣和研究價值越來越高。 研究電子或聲子在納米材料中彈道輸運性質(zhì)的方法有多種，比如：量子散射矩陣方法，格林函數(shù)方法，

2、有限元方法等。量子散射矩陣方法就是利用電子或聲子的波函數(shù)以及邊界匹配條件求出輸運的反射系數(shù)和透射系數(shù)，進而計算出電子的電導(dǎo)和聲子的熱導(dǎo)，此方法使用簡便，計算精確，不足之處是不適用于大的設(shè)置和不規(guī)則的模型。格林函數(shù)方法是把系統(tǒng)離散化成點陣，并且假定只有最近鄰的點陣具有相互作用，此方法能較好地應(yīng)用于閉合系統(tǒng)，適用的范圍較窄。有限元方法適用于任何結(jié)構(gòu)，缺點就是使用起來較復(fù)雜，不易掌握。最近幾十年有許多學(xué)者對電子在介觀材料中的彈道輸運性質(zhì)進行了

3、詳細的研究，包括含有磁場的情況。理論上，聲子在納米材料中的彈道輸運性質(zhì)的研究相對較少。 本文我們使用量子散射矩陣方法，對電子和聲子在納米材料中的彈道輸運性質(zhì)進行了詳細的研究，包括電子在含有雜質(zhì)的兩探頭結(jié)構(gòu)中和聲子在四探頭結(jié)構(gòu)中的彈道輸運性質(zhì)，通過理論推導(dǎo)和精確數(shù)值計算，我們發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)排斥勢和吸引勢處在窄線中時，都抑制了電子的傳輸；（2）電導(dǎo)平臺中出現(xiàn)了明顯的共振和反共振結(jié)構(gòu)；（3）每一個區(qū)域中的透射系數(shù)和熱導(dǎo)對結(jié)構(gòu)常數(shù)都非常