金属纳米线结构中的量子化声子模式及电子—声子相互作用.pdf

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1、分类号密级公开编号碛士研究嗲依铪夂题目金属纳米线结构中的量子化声子模式及电子声子相互作用学院（所、中心）棚禾特減對完专业名称凝聚态物理研究生姓名侯月霞学号导师姓名徐女职称教授年月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或借

2、阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研究生签名：他、：导师签名：日中文摘要中文摘要纳米科技对电子学、光电子学、材料科学等不同领域有着革命性的影响。纳米结构材料因在力、热、光、电和磁等方面的特性，成为近几十年来研宄的热点。目前已能制备各种金属纳米线结构材料，其在光电子器件和超声器件中具有重要的应用价值。晶格振动的能量量子称为声子，量子化的声子对纳米结构材料中的电子的输运和热传导起着决定性的作用，材料的很多物理性质受声子模式以及电子声子交互作用的影响，所以声

3、子一直是凝聚态物理学和电子学领域的重要研宄对象。本文主要研究了以氧化铝为模板制备的金属纳米线结构中的声学声子模式、电子子带能级结构、电子与声子间的相互作用以及声学声子激发谱。改变金属纳米线的半径、模板半径，研宄不同量子数、下的声学声子模式的变化，电子与声子间的相互作用的强弱及声子模式的激发谱特征；改变系统温度，研究电子与声子间的相互作用强弱及声学声子模式的激发谱特征。利用柱形纳米线结构来描述以氧化铝为模板制备的金属铜纳米线。考虑器件结构中弹性声波对应的边界及连续性条件，求解弹性波波动方程，可以得到金属纳米线结构中的量子化声学声子模式。在此基础上，我们研究了金属纳米线结构中的电子声子相互作

4、用及声子激发谱。本文的研究内容对金属纳米线系统在高频超声器件中的应用有着重要的意义。通过系统的理论研宄，我们得出了一下结论：声子波矢较小时，金属纳米线结构中不存在声学声子模式。当声子波矢增大到一定数值时，金属纳米线结构中开始存在一系列不同的声学声子振动模式。金属纳米线结构中的声子波矢和声子频率近似为线性关系，且声子频率随着声子波矢的增大而增大。影响纳米线结构中的量子化声子模式的主要因素为金属纳米线半径，而纳米线模板半径不影响声子的色散关系。金属纳米线结构中的电子与声子的交互作用主要受系统温度、纳米线半径、电子态和声子态的影响。金属纳米线结构中的声学声子激发谱受系统温度和纳米线半径的影响。

5、系中文摘要统温度越高，通过电子声子交互作用引起的声学声子的激发越强，金属纳米线的半径越小，声学声子的激发越强。关键词：声学声子；金属纳米线；量子化的声子模式；电子声子相互作用AbstractAbstractNanotechnologyismakingrevolutionaryimpactondiversefieldsincludingelectronics,optoelectronics,materialsscience,etc.Inrecentyears,nanomaterialshavedrawnagreatatentionduetoitsspecialpropertiesinhea

6、t，，，，，咖，，，，，，Abstractphononmodeswithdifferentquantumstatescanbeobtained.Then,thephononfrequencyincreasesalmostlinearlywithqzinmetallicNWstructures.Inaddition,theacoustic-phononmodesdependsstronglyonnanowireradiuses,butthetemplatematerialradiusesdoesnotaffectthephononmodes.Finally，，，目录目录腰第一章绪论纳米线材

7、料纳米线的特性纳米线的研宄进展及应用金属纳米线材料金属纳米线材料的性能及应用金属纳米线样品制备简介声子学研究进展及应用本论文研宄的内容和意义第二章声子理论声子格波声子模式电子与声子的相互作用介质中的弹性波应变与应力各向同性介质中的弹性波波动方程第三章金属纳米线结构中的量子化声子模式金属纳米线结构中的量子化声学声子模式的计算理论模型方程推导与数值计算结果和讨论本章小结第四章金属纳米线结构中的电子波函数及电子能谱目录金属纳米线结构中的电