本論文研究了耦合量子點體系的光電性質與操控以及超晶格中電流的自振蕩行為,內容包括條件光子輔助輸運,雙光子輔助輸運的耦合,光子激發(fā)與隧穿輸運的關聯(lián),超晶格中電流的自振蕩動力學。主要內容分為兩部分,第一部分為量子點體系中幾種不同動力學研究,包括了本論文的第二,三,四章。第二部分為超晶格中電流的自振蕩研究,為論文的第五章。 首先,基于一個真實的三量子點模型,構造了一個條件光子輔助輸運系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對一個量子點中電子的光學激發(fā)去控制另一對量子點間的光學輔助輸運電流。系統(tǒng)的條件動力學行為由輸運電流的峰與谷很好地表現(xiàn)出來。這些輸運電流的峰與谷反映出雙電子的相干激發(fā)和捕獲。這個結果提供了一條可行的雙電子光學操控方案并可由輸運電流譜信號進行檢測。 接著,對兩個耦合的光子輔助輸運之間的相互作用進行了理論研究。由四個量子點組成的兩條光子輔助輸運通道,通過量子點間的隧穿耦合起來。四個量子點的能級及量子點間的隧穿進行了精心設計,并由此計算了各個輸運電流和驅動場及隧穿耦合強度的關系。兩個光子輔助輸運電流之間的相互作用通過耦合隧穿電流很好地表現(xiàn)出來。結果表明這種耦合的電流輸運具有類似于經典電橋的電流特征。這種特性可用于微電路和納米光電子元器件的設計與制造。 然后,研究了由兩個量子點組成的光學量子點組同另外兩個量子點組成的隧穿量子點組通過靜電耦合成一個關聯(lián)系統(tǒng)的動力學行為。靜電耦合將作拉比振蕩的電子與作隧穿的電子關聯(lián)起來。這種關聯(lián)可以通過隧穿電流譜顯示出來。數(shù)值計算結果表明,當ΩR=Tc時,兩電子的關聯(lián)達到最強,并且兩電子同時完成它們的動力學過程。這樣就使得只須用一個光學信號,就可以達到同時操控兩電子的目標。這種結果對于設計雙量子比特門很有借鑒意義。 最后,研究了超晶格中順序隧穿電流的自振蕩行為。利用一個雙洛侖茲型的電子漂移速度模型和全電流微分方程,數(shù)值求解了超晶格中的順序隧穿電流譜,得出自振蕩電流同相關參數(shù)的關系,作出了自振蕩電流的頻率譜與輻射譜,說明了提高頻率譜與功率譜的辦法。重要的是,本文得出的自振蕩電流的頻率位于亞太赫茲范圍,這對設計一些用于甚高頻輻射的元器件有很深遠的意義。

【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O471.1
【目錄】：

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 岳文瑾;聶光軍;;量子點在聚合物太陽電池中的應用[J];半導體光電;2013年05期

2 李靜;王建軍;陳貴鋒;;新型納米太陽電池研究進展[J];電源技術;2013年08期

3 岳文瑾;聶光軍;;CuInS_2量子點的合成及在太陽電池中的應用研究[J];材料導報;2013年17期

4 楊文星;陳愛喜;白艷鋒;陸加偉;;Coherent Single-Electron Transfer in Coupled Semiconductor Quantum Dots Driven by a Few-Cycle Pulse[J];Communications in Theoretical Physics;2014年08期

5 管秋梅;;CdSe@CdTe核殼II型量子點摻雜的薄膜太陽能電池[J];電子元件與材料;2014年10期

6 張文翔;王林均;周萍;萬中全;;TiO_2納米棒光陽極的制備及性能改進[J];電子元件與材料;2015年07期

7 Lu Sun;Chun Jiang;;Semiconductor quantum dot-doped glass as spectral converter for photovoltaic application[J];Chinese Science Bulletin;2014年01期

8 趙紅菊;張寧;魏磊;;垂直磁場下量子環(huán)的電子態(tài)[J];價值工程;2014年30期

9 張旭;張林;;耦合腔光力學系統(tǒng)的絕熱理論及其計算方法[J];中國科學:物理學 力學 天文學;2015年04期

10 張金中;石建英;;量子點在太陽能轉化過程中的應用[J];上海第二工業(yè)大學學報;2014年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 解研;半導體量子點結構的光學及輸運特性研究[D];中國工程物理研究院;2010年

2 鄧宇翔;耦合量子點體系的電子輸運研究[D];南京航空航天大學;2010年

3 張平;耦合量子點和玻色-愛因斯坦凝聚體的量子動力學[D];中國工程物理研究院;2001年

4 李華;耦合量子點體系電子輸運性質理論研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

5 于慧;介觀系統(tǒng)中的自旋極化輸運[D];山西大學;2007年

6 宋紅巖;納米結構中的交流響應隧穿[D];上海大學;2009年

7 韓宇;嵌有量子點分子的AB干涉器中電子及自旋性質[D];東北大學　;2009年

8 袁斌霞;硫化鐵系光電材料的綠色合成工藝及應用研究[D];華東理工大學;2013年

9 申小娟;基于硅納米線陣列的有機/無機雜化光伏電池的制備及性能表征研究[D];蘇州大學;2013年

10 劉朝紅;特殊形貌二氧化鈦基微納米材料的制備及光學性能[D];中國海洋大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃連軍;邊耦合T型量子點系統(tǒng)的全計數(shù)統(tǒng)計研究[D];山西大學;2011年

2 黃麗;低維介觀體系物理特性的格林函數(shù)方法研究[D];湘潭大學;2002年

3 楊曉東;介觀體系的電子輸運特性研究[D];北京工業(yè)大學;2004年

4 謝月娥;量子線及量子點陣列中的電磁輸運性質[D];湘潭大學;2006年

5 賀澤龍;四終端耦合量子點體系電子輸運性質的理論研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

6 尹海濤;三終端耦合量子點體系電子輸運性質理論研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

7 孫士洋;太陽能電池前電極的制備及表征[D];成都理工大學;2013年

8 沈洪磊;量子點敏化TiO_2光電極的制備及其光電性能的研究[D];浙江理工大學;2013年

9 鐘克菊;含時雙勢壘的量子泵浦研究[D];華南理工大學;2013年

10 李曉敏;新型水溶性熒光碳量子點的制備及其性質研究[D];河南師范大學;2013年