介觀體系中的量子效應(yīng).pdf

1、介觀物理是當(dāng)今凝聚態(tài)物理發(fā)展的一個(gè)研究熱點(diǎn)，是物理學(xué)中的一個(gè)新的分支。它主要是隨著20世紀(jì)70年代和80年代人們對(duì)固體中載流子運(yùn)動(dòng)的深入研究特別是無(wú)序體系電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究迅速發(fā)展起來(lái)的。文獻(xiàn)上把尺度相當(dāng)或小于單粒子波函數(shù)相位相干長(zhǎng)度的微小尺度的體系稱為介觀體系。由于介觀體系的尺度和電子波函數(shù)的相位相干長(zhǎng)度相當(dāng)，量子的波動(dòng)性凸現(xiàn)，隨著科技特別是半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，電路的尺寸進(jìn)入介觀領(lǐng)域已是大勢(shì)所趨，此時(shí)就必須考慮電路及器件的量子效應(yīng)。作

2、為微電子技術(shù)發(fā)展的原理性基礎(chǔ)，電路及器件中的量子效應(yīng)已成為當(dāng)今社會(huì)人們所研究的主要課題。 本文在前人研究的幾個(gè)介觀電路模型在不同情況下(電路的元件、耦合的方式等)的量子效應(yīng)的基礎(chǔ)上，從介觀電路中經(jīng)典運(yùn)動(dòng)方程出發(fā)，運(yùn)用量子力學(xué)理論，借助于正則變換及幺正變換的方法分析了介觀領(lǐng)域中更具有普適性的耗散介觀電容電阻電感耦合電路的量子效應(yīng)問(wèn)題，結(jié)果表明其哈密頓量等價(jià)于兩個(gè)獨(dú)立的諧振子的哈密頓量之和，耗散介觀電容電阻電感耦合電路中的兩個(gè)回路中

3、的量子效應(yīng)是相互關(guān)聯(lián)的，電荷和電流的量子效應(yīng)不僅與其組成的元件有關(guān)，還與其耦合的回路有關(guān)，還可以看出此介觀電路的量子效應(yīng)與回路中的電源無(wú)關(guān)。這對(duì)降低為電路中噪聲對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性的影響、提高電路的集成度和降低電器元件的量子漲落提供了可行性的研究思路。 本文主要有以下幾個(gè)創(chuàng)新之處：(1)建立了耗散介觀電容電阻電感耦合電路的模型，比單一元件或兩元件介觀耦合電路更具有普適性；(2)用量子力學(xué)理論，通過(guò)正則變換及幺正變換等方法研究了耗散介觀電

4、容電阻電感耦合電路的量子效應(yīng)，結(jié)果表明該電路哈密頓量等效于兩個(gè)獨(dú)立的諧振子的哈密頓量之和，從而進(jìn)一步探究了影響此介觀電路量子效應(yīng)的相關(guān)因素；(3)提出了用量子理論來(lái)探討不同結(jié)構(gòu)及不同元件的介觀電路的量子效應(yīng)的路徑及方法，從而更進(jìn)一步研究介觀領(lǐng)域的相關(guān)特征，使理論更好的服務(wù)于實(shí)際。 本文對(duì)兩網(wǎng)孔耗散介觀電容電阻電感耦合電路的量子效應(yīng)的研究結(jié)果表明與人們用所研究的兩網(wǎng)孔單元件(如只有電容耦合或只有電感耦合)，以及兩網(wǎng)孔的兩元件耦合(