赵福娟半导体量子点电子态研究

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1、本科毕业论文论文题目：半导体量子点电子态研究学生姓名：赵福娟学号：201009410107专业：电子科学与技术指导教师：董庆瑞学院：物理与电子科学学院2014年5月20日毕业论文（设计）内容介绍论文（设计）题目半导体量子点的电子态研究选题时间2014/1/8完成时间2014/5/20论文（设计）字数10520关键词量子点电子结构量子尺寸效应库仑阻塞效应论文题目的来源、理论和实践意义：来源：自从江崎和朱兆祥提出超晶格的设想以来，伴随着分子束外延和其他外延技术发展，各种半导体微结构的研究和应用已成为半导体科学和技术发展的最主要焦点，目前

2、正经历一迅速发展时期，同时，集成电路已达到纳米量级的加工尺寸对集成电路发展的Moore律构成严重挑战，而半导体微结构其重点量子点的研究正孕育着新一代信息技术的科学基础。理论意义：半导体量子点是一类新型低维量子结构。由于材料的尺寸可以与其中载流子的德布洛意波波长相比拟，载流子的波动性表现得十分明显，为凝聚态基础研究和固体电子学提供了物理基础，为我们理解物质的宏观特性提供了重要中介途径，而且其本身表现的特殊现象对量子力学和统计力学一些基本原理进行理论上的澄清和实验上的检验。实践意义：低维半导体异质结构材料是新一代固体量子器件的基础,高质

3、量低维结构材料的可控生长和微细加工技术的不断进展,可能触发新的微电子和光电子技术革命,具有十分重要意义。论文的主要内容及创新点：主要内容：本文较为系统地介绍了半导体量子点的工艺，性质及应用的有关内容，详细列出数种典型量子点电子结构的计算方法。本文共有五章：第一章介绍了量子点的概念和本文研究主旨；第二章介绍半导体量子点的制备方法；第三章半导体量子点的量子效应；第四章列举了典型量子点电子结构计算方法，第五章对半导体量子点应用原理解释。第六章，当前研究热点发展前景展望.创新点：本篇论文不仅介绍了半导体量子点的概念，当今制备技术，特别是对半

4、导体量子点的量子效应、各种典型电子结构进行详细探讨，为电子结构计算提供了一种思路，注重理论计算与实践应用的结合，探讨了量子点在量子器件的设计和制造的基础理论依据和应用模型。附：论文（设计）本人签名：2014年05月20日目录摘要4第一章绪论51.1量子点的概念51.2本文研究内容及意义5第二章半导体量子点的制备6第三章半导体量子点的量子效应73.1表面效应73.3库伦阻塞效应73.4宏观量子隧道效应73.5共振隧穿效应8第四章半导体量子点的电子结构84.1箱型量子点94.2球型量子点104.3Ⅱ型量子点124.4磁场中的量子点14第

5、五章半导体量子点的应用、研究现状及前景展望165.1半导体量子激光器165.2半导体量子点在电子器件上的应用165.3半导体量子点在生命科学中的应用175.4量子点在量子计算机中的应用175.5目前半导体量子点研究亟待解决的问题18第六章结束语18参考文献20第20页共31页半导体量子点的电子态研究赵福娟(山东师范大学物理与电子科学学院)摘要：量子点，又称“人造原子”，它是纳米科学与技术研究的重要组成部分.由于载流子在半导体量子点中受到三维限制而具有的优异性能，构成了量子器件和电路的基础，在未来的纳米电子学、光电子学、光子、量子计算

6、和生命科学等方面有着重要的应用前景，受到人们广泛重视。本文从量子点定义出发，阐述了量子点制备方法、电子量子效应，重点讨论量子点电子结构，详细阐述量子点器件的应用，并对其应用前景进行展望。关键词：量子点制备电子结构量子效应量子器件SemiconductorQuantumDotElectronicStateZhaoFujuan（CollegeofPhysicsandElectronics,ShandongNormalUniversity）Abstract:QuantumDot,usuallycalled“artificiallymade

7、atoms”,areoneofthemostsubjectsofnanometerscienceandtechnology.Thesuperiorpropertiesofsemiconductorquantumdotresultingfromthethreedimensionalconfinementofthecarrierconstitutethebasicofquantumdevicesandcircuts.Theresearchandthedevelopmentaswellasapplicationsemiconductorq

8、uantumdotareexpectedtoattractmoreandmoreattentionandgreatlyinfluencenanometerelectronicsandoptoelectronics,photonandq