考虑谷间散射效应的一维谷电子学器件输运性质的研究

发布时间：2017-11-29 05:17

  本文关键词：考虑谷间散射效应的一维谷电子学器件输运性质的研究

  更多相关文章： 谷电子学 紧束缚模型 谷间散射 谷共振输运

【摘要】：近几年,谷作为一种全新的载流子自由度受到了广泛的关注。并且,大家将基于谷自由度的电子调控称为谷电子学。本文提出了一个一维的异质结格点模型,并且详细讨论了基于该模型的谷极化载流子的界面隧穿问题。在这个格点模型中,假设电子仅在S轨道和最近邻格点的PX轨道之间有跃迁,采用紧束缚模型的方法,我们可以计算出这个模型在动量空间上有两个不等价的谷结构,K和K’,并得到它们所对应的波函数。考虑波函数在界面处的连续条件,我们可以得到透射系数和反射系数的解析形式。在这样的情况下,我们带入相关物理量的数值,就可以研究这些物理量对谷极化载流子界面输运的影响。接下来的关于谷异质结的输运性质被分为三个部分来讨论:1)异质结界面两端都为无带隙的谷结构材料(0L R????);2)异质结界面两端只有一端是无带隙的谷结构材料,另一端是有带隙的谷结构材料(0,0L R????或0,0L R????);3)异质结界面两端都为有带隙的谷结构材料(0,0L R????)。我们的解析结果清晰地表明载流子在异质结的界面处会受到很强的谷间散射作用,这一现象将会对谷电子学器件中的电子隧穿产生很大的影响。具体来说就是,当异质结界面两端都为无带隙的谷材料时,谷间散射会使得隧穿的载流子有一定的几率发生反射,没有100%的透射现象。然而,在这种谷异质结结构中,透射载流子仍然保持着原有的谷极化方向。与之对比的是,当异质结两端存在有带隙的谷结构材料时,载流子的谷极化方向在透射过程中可以被改变。除此之外,在有带隙的谷结构异质结中,我们发现了谷共振输运的现象,并且给出了共振存在的条件。这一现象未来有可能在的谷电子学器件中得到应用。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN601

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本文编号：1236326