纳米含源量子电路中电荷和电流的量子涨落特性研究

论文摘要

随着微电子技术、纳米技术和纳米电子学的发展,电路和电子器件日趋小型化。当电路系统的传输尺度达到电子输运的相位相干长度时,电路系统本身的量子效应就会出现,如库仑阻塞效应、电导涨落、电流的量子涨落等。其中纳米电路中电流的量子涨落已成为量子光学领域的一个热点问题。本文基于电荷是量子化的基本事实,研究了如何利用全量子理论来处理纳米含源电路中电流的量子涨落问题。即首先从纳米电路的经典运动方程出发,根据正则量子化方法,得出纳米电路系统的薛定谔方程,并将其化为标准的马丢方程,最后计算系统的能谱和电流的量子涨落。根据电路是否有耗散,可将其分为有耗散电路和非耗散电路,对于有耗散电路,本文讨论了双网孔纳米含源耗散耦合电路和双网孔纳米含源耗散无耦合电路,分别计算了各电路系统所对应的能谱和各电路系统中电流的量子涨落;对于非耗散电路,本文利用二次型理论,并结合电荷是离散化的全量子理论,总结出了求解任意网孔纳米含源非耗散耦合电路中电流的量子涨落的一般性方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米电路中量子涨落研究的发展情况
• 1.3 本文所做的主要工作
• 第二章 基础知识
• 2.1 介观体系的量子效应
• 2.1.1 相位干涉现象
• 2.1.2 库仑阻塞现象
• 2.1.3 普适电导涨落
• 2.2 纳米电子学、纳米电子技术和纳米光电子学的发展及现状
• 2.2.1 纳米电子学
• 2.2.2 纳米电子技术
• 2.2.3 纳米光电子学
• 第三章 介观LC、RLC电路的量子效应
• 3.1 介观LC电路的量子涨落
• 3.2 介观RLC电路的量子涨落
• 第四章 纳米含源有耗散无耦合电路中电流的量子涨落
• 4.1 引言
• 4.2 系统的Hamilton量
• 4.3 库仑阻塞效应
• 4.4 系统的能级和量子涨落
• 4.5 总结
• 第五章 纳米有耗散电感耦合电路中电流的量子涨落
• 5.1 引言
• 5.2 纳米有耗散电感耦合电路Hamiton量的量子化
• 5.3 电路的能级和电路中电流的量子涨落
• 5.4 结论
• 第六章 纳米含源非耗散耦合电路中电流的量子涨落
• 6.1 纳米含源非耗散耦合电路的哈密顿量
• 6.1.1 双网孔非耗散耦合电路分析
• 6.1.2 三网孔非耗散耦合电路分析
• 6.1.3 任意网孔非耗散耦合电路分析
• 6.2 n个网孔耦合电路的量子化
• 6.3 n个网孔纳米含源非耗散耦合电路中电流的量子涨落
• 6.4 总结
• 第七章 总结与期望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 硕士在读期间参加科研项目情况