超晶格中一些动力学及输运问题的理论研究

论文摘要

本论文对外场中超晶格中一些动力学及输运问题进行了研究,主要包括:耦合双链系统中电子的动力学,直交流电场中微带间的动力学,方波电场驱动的Rabi振荡,特殊周期电场中的动力学,以及外部噪声对输运性质的影响。 在第二章,我们研究了电子在磁场和交流电场共同作用下的耦合双链中的准能谱,得到了电子在一条链内以及在一个格点上的局域条件。磁场对两链之间Rabi振荡的影响也被研究,结果表明磁场可以很强地影响系统的动态局域化以及Rabi振荡。 在第三章,利用直交流电场驱动下的双带紧束缚模型,我们研究了电子在微带间的动力学。借助Floquet定理的帮助,我们得到了电子在任一个微带的长时平均电流(?)表达式,其可以帮助我们量化地研究微带局域化,Zener共振,及Rabi振荡。对带间耦合对动力学的影响也进行了讨论。 在第四章,我们研究了方波电场驱动下的双带紧束缚模型中电子的Rabi振荡。借助Fourier分析,我们得到了弱带间耦合情况下的Rabi振荡共振条件以及Rabi频率的近似解析解,这些结果均由数值演化给出验证。 在第五章,我们研究了直流电场与三角波电场驱动下的单带紧束缚模型中电子的动力学。借助Fourier分析,我们给出系统动态局域化条件的解析分析:若Bloch频率与外场频率不是一个整数,系统就会发生局域化;若其比值为一个整数,则系统局域化条件就依赖于Bloch频率,外场频率及振幅等。我们给出了准能的数值解,其与我们所作解析结果是一致的。 在第六章,利用直交流电场驱动下的双带紧束缚模型,我们研究了外部噪声对电子输运性质的影响。我们发现噪声可以破坏瞬时电流的周期性并削减长时平均电流的峰值。随噪声强度的增加,电流共振峰宽度增加,高度降低;增加噪声衰减常数会有类似现象发生。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 半导体超晶格的历史与发展
• 1.2 外场下超晶格的研究概况
• 1.3 单带与双带模型的研究概况
• 1.4 散射机制和噪声在超晶格中的研究
• 1.5 本文要解决的问题
• 参考文献
• 第二章 耦合双链在交流场与磁场下的动力学
• 2.1 引言
• 2.2 理论模型
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 准能与格点动力学
• 2.3.2 准能与链间动力学
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 直交流场下微带间动力学
• 3.1 引言
• 3.2 理论模型
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 静电场中的动力学
• 3.3.2 时间周期场中的动力学
• 3.3.3 带间耦合对动力学的影响
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 方波电场中微带间的动力学
• 4.1 引言
• 4.2 理论模型
• 4.3 结果与分析
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 直流场与三角波电场中的动力学
• 5.1 引言
• 5.2 理论结果与分析
• 5.3 准能结果与分析
• 5.4 结论
• 参考文献
• 第六章 噪声对超晶格输运性质的影响——双带模型
• 6.1 引言
• 6.2 理论模型
• 6.3 结果与分析
• 6.4 结论
• 参考文献
• 硕士期间完成论文情况
• 致谢