低维介观体系物理特性的格林函数方法研究

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1、湘潭大学硕士学位论文低维介观体系物理特性的格林函数方法研究姓名：黄丽申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：游建强;颜晓红20020401湘潭大学硕士学位论立低维介观体系物理特性的格林函数方法研究摘要随着材料科学技术和超微细加工技术的发展，所制各的半导体微结构已可达到介观尺度。在低维介观体系中，能带人工可剪裁性、量子尺寸效应和电子液的量子相干属性产生了许多新现象和新效应，并因此而受到人们的广泛关注。作为展现低维介观体系量子效应的典型代表，量子点和介观Aharonov．Bohm(AB)环结构已成为近年来的研究热点。本论文利用格林函数理论对介观环量子点系统

2、的谱性质和量子输运性质进行了较系统的研究。本文共分六章。第一章为绪论，简要的回顾了低维介观体系物理研究的一些重要实验和理论进展，并详细介绍了本文所采用的理论工具一格林函数理论。在第二章中，我I"／]N用因果格林函数方法研究了嵌入在介观环一臂中处于库仑阻塞区的量子点的谱性质。介观环量子点结构由包含点内电子相互作用的类Anderson模型描述，而因果格林函数则用运动方程方法导出。研究结果表明，量子点的平均电子占据数呈现梯级特征，且在梯级上随磁场呈现周期振荡：量子点的局域态密度明显依赖于点内的电子占据数。在第三章，采用非平衡格林函数方法，我们研究了双分裂栅式介观

3、环量子点结构的电子输运。计算了电子隧穿量子点几率的传输幅度和相位。所得的电子隧穿量子点的相位变化与实验观测相符。同时考虑量子点的共振隧穿和干涉效应，我们还计算了整个装置的微分电导。数值结果显示，微分电导的振荡随着电压的变化存在连续的相移，且关于磁场在线性响应和非线性响应下都是不对称的。在第四章中，我们提出了三种介观环量子点干涉装置的模型，并利用非平衡格林函数方法研究了其量子相干输运的相位特性。与已有研究装置模型不同的是，我们将量子点置于介观环的中央，兰：坚!!!!g望!!!!璺!!!!!!!翌苎!!!!望!!!!!：!!：并分别与介观环的左右两臂、上下碍臂

4、或上臂相连。研究结果表明，微分电导的AB振荡在这三个模型中呈现不同的相行为。我们认为介观环量子点结构的相位特征是量子点的共振隧穿和AB环独特的干涉性质共同作用的结果。第五章为量子点中近藤效应(Kondoeffect)问题的研究。利用格林函数方法研究嵌入在双分裂栅式介观环一臂中，有着近藤关联的量子点的量子输运性质。格林函数由运动方程方法在Lacroix近似下导出。在此基础上，可计算介观环量子点干涉装置中电子隧穿近藤关联的量子点的几率的传输幅和相位。第六章对本论文工作进行了总结，并对以后可深入研究的工作提出了一些设想。关键词：量子点介观环格林函数局域态密度相干

5、输运近藤效应塑塑塑翌盔兰婴主兰垡堡_文：!坠Green’SFunctionApproachtoPhysicalPropertiesofLowDimensionalMesoscopicsystemABSTRACTWiththedevelopmentofmaterialtechnologyandultra-microfabricationtechnique，thesemiconductormicrostructureswithmesoscopicdimensionhavecomewithinreach．Intheselowdimensionalmesoscop

6、icsystemsthatallowtheenergybandtobetailored，quantumsizeeffectandquantuminterferencepropertiesofelectronliquidsgiverisetomanynovelandmarvelousphenomenaandthusreceivedmuchcurrentaRention．Asthetypicalrepresentativeexhibitingquantumeffects，quantumdot(QD)plusAharoronv—Bohm(AB)ringstruc

7、tureshavebecomeoneofthemostactiveareasinmesoscopicphysicsinveryrecentyears．Inthisthesis，wepresentinsomedetailtheoreticalinvestigations，usingGreen’Sfunctionapproach，onthespectralandquantum-transportpropertiesofseveralgeometriesofaquantumdotplusanABring．Thethesisconsistsofsixchapter

8、s．Chapteroneisanintroduction，whic