硅烯是近年來(lái)實(shí)驗(yàn)上合成的一種類(lèi)石墨烯材料,除了具有與石墨烯相似的Dirac物性以外,還具有其它奇異的物理性質(zhì),如:電場(chǎng)可控的帶隙、較強(qiáng)的自旋軌道耦合效應(yīng)、特殊的自旋谷鎖定等,這些性質(zhì)是研究拓?fù)淞孔討B(tài)、構(gòu)建硅基原子級(jí)光電器件的重要載體。在這些奇異物性的基礎(chǔ)上,應(yīng)用模型哈密頓量的方法,本文重點(diǎn)研究了不同的硅烯介觀結(jié)構(gòu)中量子旋量態(tài)的輸運(yùn)調(diào)控。在硅烯量子結(jié)構(gòu)中旋量態(tài)駐留時(shí)間的評(píng)價(jià)、類(lèi)光輸運(yùn)、量子點(diǎn)束縛態(tài)等主題上取得了相應(yīng)的研究成果,簡(jiǎn)要概括如下:1)硅烯介觀結(jié)構(gòu)中駐留時(shí)間的評(píng)價(jià)。以硅烯所具有門(mén)控的電子特征為基礎(chǔ),對(duì)于狄拉克電子量子隧穿硅烯單門(mén)和多門(mén)的納米結(jié)構(gòu),我們系統(tǒng)的評(píng)估了駐留時(shí)間并展示:對(duì)于硅烯單勢(shì)壘的納米結(jié)構(gòu),由于硅烯具有一個(gè)有限大小的自旋軌道帶隙,因此在正入射的情況下Hartman效應(yīng)仍然可以被觀察到,這個(gè)結(jié)果顯然不同于石墨烯的情況。結(jié)合硅烯所具有電場(chǎng)可控的帶隙特征,通過(guò)門(mén)電場(chǎng)的調(diào)控,Hartman效應(yīng)是可以靈活地被打開(kāi)或者關(guān)閉的。對(duì)于對(duì)稱和非對(duì)稱的硅烯雙勢(shì)壘結(jié)構(gòu),駐留時(shí)間嚴(yán)重依賴于前（后）勢(shì)壘的大小和形狀。在固態(tài)納米結(jié)構(gòu)中,這些結(jié)果對(duì)于我們?cè)趯?shí)驗(yàn)上去檢測(cè)Hartman效應(yīng)和基本的理解... 

【文章來(lái)源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)（ａ）和能帶結(jié)構(gòu)（ｂ）??

介紹其研宄進(jìn)展。??１．２硅烯的研究進(jìn)展??如圖１．２所示，圖（ａ）和（ｂ）分別畫(huà)出了硅烯的側(cè)視圖和俯視圖。對(duì)比于石墨??烯的二維平面結(jié)構(gòu)，由于硅烯具有更大的原子半徑使得其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生了輕微的??屈曲（如圖（ｃ）所示），圖（ｃ）定義了一個(gè)起伏角０。這就使得在外電場(chǎng)的調(diào)控下硅烯??表現(xiàn)出了場(chǎng)控的帶隙特征。如圖（ｄ）所示，由于硅烯具有更大的自旋軌道耦合作??用，因此產(chǎn)生了一個(gè)約為１．５５ｍｅＶ的能隙。除此之外，考慮到硅烯還具有其它??一些石墨烯不具備的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)：與硅基集成工藝具有很好的兼容性、自旋－??谷鎖定的特征以及在地殼中含量很高等。??（ａ）?（ｃ）?Ｚ??ｐ?－，．氣?ｐ?－－?■?＃?ＩＴ?１１１１１１１??（ｂ）?４?＞－■■■＿■＜?＞?（ｄ）?＾??＇?ａｉ?－?ｗ??圖１．２硅烯的晶體結(jié)構(gòu)和能帶圖【２３］。（ａ）和（ｂ）分別對(duì)應(yīng)側(cè)視圖和俯視圖。（ｃ）定義了一個(gè)起伏??角度。（ｄ）為硅烯的能帶圖。放大的部分表示：硅烯的自旋軌道耦合作用產(chǎn)生了一個(gè)約為??１．５５ｍｃＶ的能隙。??早在１９９４年，Ｔａｋｅｄａ等人１２４］就己經(jīng)對(duì)這種類(lèi)石墨的硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論的研??宄。隨后

個(gè)結(jié)構(gòu)所需時(shí)間相關(guān)的問(wèn)題是值得我們?nèi)パ芯亢兔鞯摹??２．２理論模型和推導(dǎo)過(guò)程??圖２．１（ａ）和（ｂ）分別畫(huà)出了考慮的理論模型和硅烯雙門(mén)納米結(jié)構(gòu)勢(shì)的形狀。在??圖２．１（ａ）中，從下往上的結(jié)構(gòu)分別為：襯底、硅烯薄膜、介電層、門(mén)電極。具體??來(lái)講，硅烯薄膜是夾雜在襯底和一片薄的絕緣層之間，絕緣層上是兩個(gè)寬為ｄ??的門(mén)電極，兩個(gè)門(mén)電極之間的間隔是ｗ。在門(mén)偏壓的作用下，勢(shì)的分布可以被很??好的調(diào)節(jié)，形成了各種硅烯勢(shì)壘結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步的調(diào)控了?Ｄｉｍｅ費(fèi)米子的輸運(yùn)??行為。假設(shè)兩個(gè)門(mén)的調(diào)控是同步和統(tǒng)一的，圖２．１（ｂ）畫(huà)出了雙門(mén)調(diào)控下勢(shì)的分布。??從圖中可以明顯看到，與零帶隙的石墨烯相比，硅烯具有一個(gè)自旋－軌道帶隙。??因此，在靜電勢(shì)Ｕ和門(mén)電場(chǎng)么２的同時(shí)調(diào)控下，將會(huì)呈現(xiàn)出一系列不同的能帶排??列


本文編號(hào)：3115542