开放性量子点微波类比仿真研究

论文摘要

纳米半导体量子点是量子点器件的基本组成,对量子点特性的了解为量子点器件的工作机理提供合理的理论与实验解释。大多数量子点中的电子会因为隧穿逃离量子点本身,这就是开放性量子点,而开放性量子点中电子输运和电导特性又是研究的热点,在实验和理论上掌握这种量子点行为特性为量子点器件提供更深层次的认知。本文在仿真类比的理论和实验基础上,利用电磁场仿真软件强大的模拟仿真功能,并采用这种新的手段来研究量子点特性,论文中主要研究了单个开放性量子点以及串联隧道耦合双量子点的部分特性。首先详细推导了微波二维谐振腔类比开放性量子点的理论方法,在微波类比实验的基础上使用HFSS(高频电磁场仿真器)电磁场仿真软件建立仿真模型,并进一步对此模型进行了仿真验证,得到了仿真模型尺寸的详细数据,以此数据进行仿真计算以及与实验的数据进行比较,优化了类比谐振腔的仿真模型并验证了仿真类比方法的可行性。其次利用微波类比仿真的方法研究了单个开放性量子点的电导特性,并以理论类比关系为基础,仿真分析了开放性量子点的电导峰或谷值情况下波函数的具体情况,以及在电导峰或电导谷值处,开放性量子点与电子库相连接的量子点接触或一维量子线对量子点特性的影响。接下来的工作就是建立了串联隧道耦合双量子点的类比仿真模型,并在串联隧道耦合双量子点耦合度和电导峰方面进行了仿真研究,而以前的类比实验并未能涉及。在这里主要研究了影响串联隧道耦合双量子点耦合度的几个因素和串联隧道耦合双量子点分裂峰中的一些具体特性,为后续的量子点特性研究工作提供一定的类比仿真实验数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 量子点基础知识
• 1.2 谐振腔基础知识
• 1.3 量子点实验研究现状
• 1.4 本论文的研究内容
• 第二章 理论计算与建模
• 2.1 量子点理论计算
• 2.2 谐振腔理论计算
• 2.3 量子点与谐振腔的对应关系
• 2.4 类比仿真模型的建立
• 第三章 单个开放性量子点微波类比仿真及结果
• 3.1 单个开放性量子点类比仿真模型的建立及优化
• 3.2 仿真与实验基本结果对比
• 3.3 开放性量子点电导峰值与谷值处波函数及其影响因素
• 3.4 本章小结
• 第四章 串联隧道耦合双量子点研究
• 4.1 耦合量子点简介
• 4.2 串联隧道耦合双量子点类比模型的建立
• 4.3 串联隧道耦合双量子点微波类比仿真基本结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 一、总结
• 二、展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻硕期间取得的成果