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1、同济大学硕士研究生学位论文选题报告及论文工作计划课题名称类特异材料的电子复合结构的研究学号1132132研究生刘伟伟专业、年级凝聚态物理2011级所在院、系物理科学与工程学院物理系导师江海涛副教授选题时间2012年10月15日同济大学研究生院年月日8一、立论依据课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值本课题来源973项目，国家重点基础研究发展规划“光子晶体的带隙调控机理与新现象研究”；国家自然科学基金项目；上海市科委重点开放项目课题：类特异材料的电子复合结构的研究。人们在很久以前就
2、知道，在受限电子体系中，当入射电子的能量和量子阱结构允许带中离散化的能级相等时，便可发生共振隧穿现象[33]。但是，如果入射电子的能量落在结构中所有材料的禁止带中，那么电子波便无法在该结构中输运，不能发生隧穿现象。然而在电磁领域，人们发现将两块本身不透明的电单负材料和磁单负材料组合在一起，在满足阻抗匹配和相位匹配条件的频率点处，结构的等效折射率为零（称为等效零折射率特异材料），可以实现对电磁波的完全隧穿现象，即由不透明材料组成了一个透明的结构。因此，我们可以考虑在半导体材料中寻找到电磁单负材料的电子对应，并
3、实现电子在全是禁带的结构中的完全隧穿现象，即将单负特异材料中的电磁波完全隧穿现象推广到半导体结构中。本课题，我们对麦克斯韦方程和薛定谔方程及两种体系的边界条件进行分析，发现对于一维体系，电磁材料参数中的介电常数和磁导率都可用电子的能量、有效质量和所处的势场所满足的一定关系来类比。通过选取具有特殊能带结构的半导体材料，分别类比为电磁体系中的电单负材料、磁单负材料、左手材料以及零折射率材料，进行合理的结构参数设计，研究这种电子复合结构的性质及其应用。本课题的理论意义在于研究类特异材料中类比再现特异材料中出现的奇
4、异现象，即电子波与电磁波的传输性质的类比。实际应用价值在于对调控电子波的相关器件的研制具有指导意义。8二、文献综述国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段在经典电磁波领域，特异材料对电磁波有着许多奇异的调控作用，如负折射现象、平面亚波长成像、“隐身”现象，负的古斯-汗欣位移现象，反PT对称等。由于波的相通性，人们发现很多在经典波中出现的奇特现象可以移植到电子体系中来，可以将特异材料的奇异电磁波传播现象与特殊电子能带所导致的新奇电子传输现象联系起来，如2007年V.Cheianov等人将双负特异材料
5、中的平面成像推广到石墨烯p-n结中的电子传输调控[22]。因此我们考虑采用类比的方法，希望能将特异材料中的一些其他的特性也在电子体系中实现。文献查阅范围：IEEEjournals,AIPjournals,APSjournals,Science,Nautre,APL，PRL,PRB，PRE查阅手段：联机检索与手工查阅相结合所查阅的文献：[1]O.A.KocharovskayaandY.I.Khanin,Jetp.Lett.48,630(1988).[2]S.E.Harris,Phys.Rev.lett.62,
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