2DEG的电子结构及局域输运行为研究

发布时间：2021-09-07 05:31

　　介观体系的研究是目前凝聚态物理中十分重要的前沿领域之一。由于介观系统中载流子存在相位相干性质,使介观体系中表现出许多独特的电子输运现象。2DEG是探究新物理效应的理想体系,尤其是在磁场作用下对其电子输运性质的讨论始终是近年来研究的热点。但是,大部分先前的工作集中于研究体系的总体电导,对于电子在器件中的局域行为则很少研究,这主要是受实验技术的限制。而2DEG体系中电子的局域行为是理解许多新奇现象的基础,如,量子霍尔效应、局域电导涨落等。目前虽然通过扫描探针显微技术（Scanned probe microscopes,SPMs）,在低温下已经可以对2DEG局域局域电流密度进行研究,但是限于扫描探针的大小,对原子尺寸下的电子分布还是无能为力。本文中我们主要通过数值计算方法,对2DEG体系的局域输运性质进行探究。本论文主要分为五章,第一章简单介绍了几种常见的介观体系,着重对2DEG的材料、结构、能带性质、发展历程和应用前景进行了阐述,并提及了在2DEG基础上构造的QPC结构。第二章为理论计算部分。该章中详细介绍了紧束缚方法和格林函数方法的理论与推导。第三章基于紧束缚近似模型,探究了局域梯度磁场... 

【文章来源】：西南科技大学四川省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

GaAs-AlGaAs异质结能带结构示意图

形成一个载流子耗尽区。而 GaAs 一侧由于电子的积累底上方，效果相当于导带底下沉至费米能级以下。整个级达到平衡后，靠近 GaAs 一侧的边界处会形成一个近内会产生分立能级[53]。如图 1-5 所示，受能级分裂的上的电子在垂直方向上被限制[54]。此时电子根据能量量状态下的能级，因此电子被约束在二维平面内进行自被称作 2DEG。图 1-4 GaAs-AlGaAs 异质结能带结构示意图。

对 2DEG 中特殊的霍尔态性质研究，有望应用于量子计算中[66-件具有易小型化和集成化的优势，结合光刻等微器件加工技术，可用于电路；而对 2DEG 的理论探索，一直以来是科研工作者所密切关注的研究 2DEG 的特性和机理，促进了对基础物理问题的理解和发展，也为的开发与制备提供了可靠地预测和宝贵的素材。1.2.5 量子点接触 GaAs-AlGaAs 异质结构为基础，通过刻蚀技术或沉积一对金属门电，可以在 2DEG 上形成一个狭窄的导电通道，该结构叫作量子点ntum Point Contact, QPC)[70,71]。实验当中，常在 GaAS-AlGaAs 样品上极来获得 QPC，如图 1-6 中所示。以该模型为例，在一对门栅电极上施压，电子受电场的影响，在 2DEG 相应区域内产生两个较高的势垒，该子被排斥，在栅电极下方形成电子耗尽区域，从而在 2DEG 中产生一个电流通道。在调节栅极电压时，电场强度改变，电子耗尽区的大小和形变化，这样就达到调节导电通道尺寸的目的。

【参考文献】：
期刊论文
[1]微纳米加工技术及其应用综述[J]. 崔铮.  物理. 2006(01)
[2]“介观”物理中的量子弹道输运和相干输运[J]. 顾本源,顾雷.  现代物理知识. 1995(02)



本文编号：3388938