電子和聲子在納米器件中輸運性質的研究.pdf

1、納米材料是應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是量子尺寸效應。在量子點或量子阱系統(tǒng)中，當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。近年來，由于納米科技的快速發(fā)展及各種半導體器件設計的微型化，人們對量子尺寸效應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和聲子的熱導，此方法使用簡便，計算精確，不足之處是不適用于大的設置和不規(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構，缺點就是使用起來較復雜，不易掌握。最近幾十年有許多學者對電子在介觀材料中的彈道輸運性質進行了

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進行了詳細的研究，包括電子在含有雜質的兩探頭結構中和聲子在四探頭結構中的彈道輸運性質，通過理論推導和精確數(shù)值計算，我們發(fā)現(xiàn)：（1）當排斥勢和吸引勢處在窄線中時，都抑制了電子的傳輸；（2）電導平臺中出現(xiàn)了明顯的共振和反共振結構；（3）每一個區(qū)域中的透射系數(shù)和熱導對結構常數(shù)都非常