量子点输运系统中电子的等待时间分布

发布时间：2020-08-28 20:56

　　 量子输运涉及到纳米级导体中平均电流和散粒噪声的测量,在传统的研究中,电荷涨落往往是在一个长的时间周期内被研究,从平均电流中无法获得电子的短时行为。为了描述介观结构中的短时物理性质,刻画单电子的动力学性质,提出了电荷转移的等待时间分布概念。本文基于紧束缚模型和散射理论分别对单量子点系统和T型双量子点系统中电子的等待时间分布进行了研究,讨论了系统参数对等待时间分布的影响。主要内容和结果如下:(1)研究了单能级量子点连接两个导线时电子的等待时间分布。当量子点能级与电极费米面对齐时,等待时间分布不依赖于偏压。当量子点能级偏离了费米面时,分布函数的峰值随着偏压的增加而增加,等待时间分布向短时方向移动。对于双通道量子点系统,零时等待时间分布不再为零,而且随着量子点能级偏离费米面,零时等待时间分布概率降低。随着温度的降低等待时间分布的极大值向长时间方向移动,而且最大分布概率略有降低,但温度的影响主要是在最大分布概率附近,对长时概率分布影响较小。(2)研究了T型双量子点系统中电子的等待时间分布。由于电子可以通过两条路径从左电极到达右电极,结果当点间耦合强度大于量子点与导线之间的耦合强度且偏压(或温度差)较低时,等待时间分布出现周期性的极小。随着点间耦合强度降低和偏压(温度差)的增加,周期性的极小逐渐消失。这是由T型双量子点系统两个量子点之间的点间耦合提供了两条输运路径造成的。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O471.1
【部分图文】：

量子点结构是一个涉及到自然科学中多种门类交叉的研究内容，牵涉面较，因此制备量子点并开发其应用受到了越来越多的科学家的格外重视。制备量的方法有很多种，主要可以总结为“自上而下”和“自下而上”并且包括将这图 1.1（a）单量子点设备。(引自文献[8])（b）双量子点装置的平面扫描图。(引自文献

1.8）式说明积分只依赖于相对位置n mR R 。由于U V 就是周期场减掉在点的原子场，如图 1.2 所示，很明显这个场仍是负值，因此在（1.8）式中出现了图 1.2U V 示意图。

次进入库仑岛中。很显然，只有等到某个电子离开之后，岛中才有可能再次进入其它的电子，进而能够根据库仑阻塞现象控制单电子逐个进入和离开库仑岛区，从而达到单电子隧穿过程。图1.3（b）是将量子点应用于库仑岛的单电子晶体管等效电路图[11]。电阻和电容的并联等效于势垒。通过对单电子晶体管栅极电压的控制,电子可以一个接一个地经过通道中的量子点。而量子点由于单个电子的进出会使得其能量状态和静电势产生明显的变化。所以,单电子晶体管只需要用很少的电子就能够制备存储器[10,12]以达到器件的存储功能。与目前每个存储元包含几十万个电子的传统存储器相比，利用单电子晶体管制图 1.3 （a）单电子晶体管的基本结构。 （b）单电子晶体管的等效电路。

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本文编号：2808150