论文部分内容阅读
该论文针对具有重要应用前景的半导体超晶格结构和侧向磁超晶格结构中输运现象做了较为系统的理论研究.其目的一方面在于揭示已知量子结构中的新效应及其物理机制,另一方面在于探索新颖的量子结构,为设计和实现具有优良性能的量子器件提供物理模型和理论依据.(1)首次提出介于单势垒和双势垒之间的一类中间量子结构,即台阶势垒结构,并发现这一结构具有良好的隧穿性质;(2)对电子渡越对称和非对称双势垒抛物量子阱结构的隧穿时间进行了研究.研究表明对于对称双势垒结构施加偏置电压和非对称势垒结构施加负向偏压下,传输几率的半峰值宽度和峰值均随偏置电压的增加而单调变化;而对非对称双势垒结构施加正向偏压,传输几率的半峰值宽度和峰值随偏压的增大而非单调地变化;(3)系统研究了电子隧穿周期半导体超晶格结构的共振劈裂效应.结果表明n个相同势垒组成的超晶格结构中发现的(n-1)重劈裂的规律不能推广到由不同势垒相间周期排列的超晶格结构.共振劈裂的特征不仅取决于超晶格结构中的所含势垒的多少,而且与势垒的几何参数及排列方式密切相关;(4)系统研究了由相同磁垒和不同磁垒构成的磁结构中电子的隧穿输运特征.结果表明电子隧穿磁垒结构的性质不仅和入射电子的能量有关而且和电子隧穿的动量有关;(5)首次对周期磁垒超晶格结构中的共振劈裂效应进行了研究,研究结果表明共振劈裂的特征不仅取决于磁超晶格结构的构型,而且取决于和隧穿方向相垂直的电子动量(或波矢).对于电子以波矢k<,y>≥0隧穿n个相同磁垒组成的磁超晶格结构,共振发生(n-1)重的劈裂.对于电子隧穿由两个不同的磁垒相间周期排列的超晶格结构,共振区通常劈裂为两个亚共振区,每个共振区包含少数的共振峰,而且每在原有结构的基础上增加两个磁垒,共振劈裂将发生一次.对后一种情形,另外一个十分显著的特征是共振区的总宽度强烈缩短,共振峰变得十分尖锐,表明这类结构具有更强的波矢过滤特征;(6)首次将准周期的概念引入磁超晶格结构,通过对Fibonacci和Thue-Morse两类准周期超晶格隧穿输运性质的研究来揭示电子在准周期磁超晶格结构中的隧穿输运的普遍特征.