库仑阻塞效应对量子器件电子输运的影响.pdf

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1、堂惊化号Ｓ１２０７２０２４１０５３２学号分类号０４６９密级不保密碱；＾Ａ拿ＨＵＭＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论支库仑阻塞效应对量子器件电子输运的影响堂位巧度人姓名王苗培养单位物理４微电子科学学院导师姓名及职称余亚斌教授学科专物理学研究方巧介观输运论文巧交日期２０１５年５月２０口学校代号：１０５３２学号：Ｓ１２０７２０２４密级：不保密湖南大学硕±学位论文库仑阻塞效应对量子器件电子输运的影响

2、学位串请人姓名；王苗导师姓名及职称：余亚斌教授控养全位＝物理与微电子科学学院专业名称：物理学论文提交日期：２０１５年５月２０日论々：答辩日期＝２０１５年６月３日答雜委员会主巧；陈克求教授ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＣｏｕｌｏｍｂｂｌｏｃｋａｇｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａ打ｓｏｒｔｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｕａｎｔｕｍｄｅｖｉｃｅｓｐｐｐｑｂｙＷＡＮＧＭｉａｏＢ．Ｓ．巧ｅｎｇｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒ

3、ｓｉ２０１２巧）ＡｔｈｅｓｉｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎａｒｔｉａｌｓａｔｉｓｆａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐＲｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＳｃｉｅｎｃｅｉｎＰｈｙｓｉｃｓｉｎ化ｅＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒＰｒｏｆｅｓｓｏｒＹＵＹａｂｉｎＭａｙ，２０１５湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进

4、行研究所取得的。研究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：（？：曰期年月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、。

5、索，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密回。＂＂请在Ｗ上相应方框内打Ｖ（）＇Ｖｂ作者签名：：日期年月円导师签名円期：＾年＾月曰ｙＩ库仑阻塞效应对量子器件电子输运的影响摘要随着分子电子学理论的日趋成熟和微电子科学技术的高速发展，微型化电子器件的创作和制备已然成为当今科技时代的研究热点。比较常见和基本的单分子、分子开关和分子整流器等等器件有单电子晶体管。而分子器件中库仑阻塞效应的作

6、用尤为重要一，本文就库仑阻塞效应在量子器件电子输运特性中的影响作了定的辅助研究。全文共分为五章，分别如下：一一第章：简单介绍了分子器件和库仑阻塞效应的研究背景Ｗ及国内外的些相关研究进展，还介绍了文章主要研究内容、研究方法和研究意义；第二章：系统的描述了文章中用到的基本知识和理论，如单分子器件的原理和构造，库仑阻塞效应、单电子隧穿和近藤效应的的原理和相关内容；Ｈ；第章介绍了人们在研究电子输运性质时常用的几种方法：自洽场方法、主方程方法和基于密度泛函理论的非平衡格林函数方法。其中自洽场

7、方法并不能处理库仑阻塞效应，主方程方法能够处理库仑阻塞却局限在弱穎合的条件之下，基于密度泛函理论的非平衡格林函数方法计算出来的结果仍然存在争议。本章节还详细介绍了采用的模型和基于运动方程的格林函数方法；第四章：在给定系统模型参数情况下，分别研究了库仑势、温度和賴合强度对库仑阻塞效应的影响。我们发现当量子体系处于弱禪合区域时，库仑阻塞效应会随着温度的升高而逐渐减弱直至消失。当体系处于低温状态时，随着穎合强度的增加，库仑阻塞效应也会随之而变弱直至消失，这与之前的研究者们得出的结论表

8、现一致；第五章：在第四章的基础上研究了库仑阻塞效应恰好消失的情况，并完成了从库仑阻塞区域到非库仑阻塞区域过渡的研究，还比较了用自洽场方法和本文采用的基于运动方程的格林函数方法计算出来的电流特性，发现当某些参数处于非库仑阻塞区域时，，库仑阻塞效应是不存在的基于运动方程的非平衡格林函数方法和自洽场方法都是可用的，当参数处于库仑阻塞区域时，只有基于运动方程的格林函数的函数方法才能较