InAs/InP柱形量子线结构中的电子隧穿

摘要

本文在有效质量和绝热近似条件下,考虑了结构中不同的有效质量,并采用转移矩阵方法研究了外加电场作用下,双势垒柱形量子线结构中的电子隧穿问题，讨论了外加电场和结构尺寸对隧穿几率和隧穿电流的影响。结果表明量子线的横向能级主要对入射电子起到限制势的作用.在电流电压曲线中偏压为73mV位置出现一个最大电流峰,电流峰的半高宽为5mV,这一结果与实验符合的比较好。另外量子盘的半径和宽度大小对隧穿性质有很大的影响.通过计算发现:半径增加时共振隧穿峰值向低能区移动,在量子盘宽度为15nm时的隧穿电流较大,这在相关器件的研制方面具有一定的指导意义。基于耦合体系的相干隧穿可以对电子起到调制的作用。我们研究了外加电场作用下非对称耦合量子盘中的相干隧穿效应。在有效质量和绝热近似下求解薛定谔方程,讨论了电子在非对称耦合量子盘结构中的输运问题.通过数值计算我们发现随着量子线的半径增大径向能级显著降低。由于系统的非对称性电子最初局域在宽量子盘中,随着外加偏压的增大系统逐渐满足共振条件,电子将在双量子盘问发生振荡,系统出现退局域现象,继续增大偏压电子趋向于局域在窄盘中,研究表明外加电场对体系的电子态具有明显的调制作用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 国内外研究现状

1.2 论文研究内容及安排

第二章 InAs/InP柱形量子线共振隧穿二极管理论模型和方法

2.1 理论模型

2.2 量子线系统的能量和状态密度

2.3 有效质量和绝热近似下的薛定谔方程

2.4 本章小结

第三章 电场下InAs/InP柱形量子线共振隧穿二极管隧穿性质

3.1 理论模型

3.2 结果与讨论

3.3 结论

第四章 非对称耦合量子盘中的相干隧穿

4.1 模型和方法

4.2 结果与讨论

4.3 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成的学术论文