导读:本文包含了相干输运论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:绝缘体,电导,拓扑,量子,轨道,爱因斯坦,格林。
相干输运论文文献综述
王博文,李立本,康大伟[1]（2017）在《苯基分子器件量子相干输运第一性原理研究》一文中研究指出分子器件在纳米尺度下,电子的相干性将对体系的电导产生重大影响.本文基于第一性原理计算研究了苯分子连接于一维金属电极下的电荷输运性质.发现一维金电极连接下,不同的连接方式(para与meta)体系下的电导将会有显着差别,而一维铂电极连接下,体系的电导差别不大.我们通过计算电极的能带,发现金电极与铂电极在费米面处的散射态数目有差别.当量子相干效应导致散射态局域化发生改变时,由于铂电极的通道数较多,电子依然可以通过扩展的通道输运,因此不同连接方式下的电导变化不明显.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2017年03期）
张建[2]（2016）在《量子耦合器件的相干输运散粒噪声》一文中研究指出对于介观尺寸器件中散粒噪声的研究一直是十分活跃的科研领域,而且这一研究领域随着现代电子科技与纳米技术的迅猛发展与人们的生活实际联系越来越密切。近些年来,人们已经能够在实验室成功制备出多种介观器件,例如,量子点,量子线,铁磁-半导体-铁磁异质结,以及介观尺度的碳纳米管等。这些低维介观系统中产生的一系列新的现象和效应引起了人们的兴趣和关注。上世纪末,碳纳米管的发现与成功制备为纳米器件提供了新的材料,随着人们对碳纳米管研究的深入,发现碳纳米管在力学、热学、光学、电磁学以及声学方面都具有优异的性能,这使得碳纳米管具有非常广阔的应用前景。在电子科技高度发展的今天,碳纳米管基电子器件的设计与研究显得尤为重要。随着新材料的不断发现,也使得物理学科中的各研究领域不断被拓展,对石墨烯、拓扑绝缘体以及拓扑超导体的深入研究,使意大利物理学家Ettore Majorana预言的Majorana费米子进入了更多人的视野。在研究材料、系统或是器件的电学相关性质时,人们通常会研究系统中的电流、电导以及散粒噪声,相对于电导而言,噪声能够给出更多更为详细的系统信息,因此我们将主要精力集中在对系统或器件中散粒噪声的研究上。在本文中,我们首先介绍了与我们的研究相关的几个概念,给出了我们在解析计算中所采用的理论方法,然后介绍了我们研究的不同系统中的电流、电导、散粒噪声以及Fano因子。在文章的最后,对本文进行了总结,并对相关研究的发展进行了展望。在本文第一章中,我们首先介绍了介观输运相关的基本概念,之后对碳纳米管的发现进行了阐述,并对碳纳米管的结构和性质进行了归纳和总结。在本章第叁节中简单介绍了Majorana费米子及其研究进展。在本章第四节中介绍了热噪声和散粒噪声的概念。在第五节中给出了整篇论文的结构框架。在第二章中,介绍了我们在研究中所采用的理论方法,首先介绍了格林函数的定义,随后介绍了非平衡格林函数。非平衡统计的微扰理论建立在复编时格林函数之上,而电流、电导等可观测量与实时格林函数相联系,故我们介绍了连接这两者的桥梁Langrenth定理,以及与此有关的Dyson方程。之后,我们简单阐述了格林函数的运动方程解法。在此基础之上,在本章的最后,我们较为详细地叙述了从系统哈密顿量开始,运用连续性方程和海森堡运动方程求出系统中的电流算符,然后进一步利用电流关联和非平衡格林函数,最终求出系统散粒噪声的一般思路。在第叁章中,我们研究了旋转磁场扰动下环形碳纳米管干涉仪中的散粒噪声。通过计算电流关联函数推导出了散粒噪声的一般式。发现光子的吸收和辐射使动态散粒噪声产生了一些新的特征。散粒噪声和Fano因子随着Aharonov-Bohm(AB)磁通量变化敏感地依赖于Zeeman能、旋转磁场的频率以及源漏极之间的偏压。通过调节塞曼能,散粒噪声和Fano因子的AB振荡结构可以表现出峰-谷之间的转变。随着塞曼能和光子能量的增加,散粒噪声非线性增加。散粒噪声的增强以及非对称性均可以归因于自旋翻转效应。在第四章中,我们利用非平衡格林函数方法研究了耦合Majorana费米子环形碳纳米管干涉仪中的电流、微分电导、散粒噪声和Fano因子。通过计算电流关联函数,推导出了耦合Majorana费米子环形碳纳米管干涉仪中的散粒噪声。耦合Majorana费米子后,系统中许多新的电子输运通道被打开,且使半导体型环形碳纳米管的能隙变窄。Majorana费米子导致了正常隧穿电流和Andreev反射电流之间的关联,从而使散粒噪声和Fano因子增强。电导、电流和散粒噪声均被Majorana费米子改变,展现出不同的振荡和共振结构,这些量的具体表现与金属型和半导体型环形碳纳米管都完全不同。在第五章中,我们利用非平衡格林函数方法研究了微波扰动下量子点耦合Majorana费米子系统中的动态特性。在Nambu表象中计算了系统的光子辅助微分电导、电流、散粒噪声以及Fano因子。在没有微波场的情况下,电流-电压特性曲线上有叁个台阶,这反应了通过正常通道和Andreev反射诱导通道的电子隧穿,与此相应,微分电导曲线上展现出叁个大的共振峰,Andreev反射对每一个共振峰都有明显贡献。当光子辐照在Majorana费米子耦合系统上时,每一个光子诱导边通道都伴有Andreev反射诱导通道,所以有新的电流台阶出现。光子扰动引起了电导边共振峰,Andreev反射使得光子辅助电导峰周围有新的共振峰出现。光子辐照抑制了中心电导,但同时提供了新的边电导作为补偿。通过计算电流关联我们推导出了散粒噪声公式,正常隧穿、局域以及交叉Andreev反射之间的电流关联均对总的噪声有贡献。微波场的扰动导致了散粒噪声中的动态效应,在源漏偏压为零的情况下,动态散粒噪声不为零。与没有耦合Majorana费米子的系统相比,Majorana费米子显着地增强了系统的散粒噪声,且通过增加Majorana费米子与量子点的耦合强度,散粒噪声明显增强。与无微波场的情况相比,光子扰动导致了光子辅助Andreev反射,散粒噪声被抑制。在微波场辐照下,由于光子辅助Andreev反射,Fano因子曲线展现出了几个新的抑制台阶。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-06-01）
郭春轶,戚辉,杨林峰[3]（2016）在《单壁碳纳米管分子异质结的相干输运研究》一文中研究指出利用紧束缚格林函数和计算机数值模拟方法,研究了4种单壁碳纳米管分子异质结的相干输运性质。结果表明:(5,5)/(8,0)和(5,5)/(10,0)的金属/半导体型异质结局域态密度出现了新的量子态;金属/金属型异质结(5,5)/(9,0)A和(5,5)/(9,0)B的量子电导小于完好的碳纳米管,但局域态密度增大;金属/金属型异质结的量子电导对碳纳米管的连接方式表现敏感,当给定的两种金属碳纳米管连接时,不同连接方式的异质结可能是导体、半导体、绝缘体。(本文来源于《中原工学院学报》期刊2016年01期）
赵波[4]（2016）在《若干石墨烯、Bi_2Se_3和Cd_3As_2基微器件的加工、优化及量子相干输运》一文中研究指出狄拉克材料是最近几年凝聚态研究领域中的备受青睐的一类新型材料。狄拉克材料的低能元激发谱不能简单的用薛定谔方程来描述,而是由相对论的狄拉克方程描述的。在其中存在着一个有特殊对称性保护的狄拉克锥一种无能隙的线性色散能带结构。在石墨烯中,这种对称性为蜂窝状晶格中两个不等价的原子构成的亚晶格对称性；在拓扑绝缘体中,这种对称性为时间反演对称,并由此导致了由于能带反转构成的拓扑表面态；类似的,在狄拉克半金属中,同时存在着时间反演对称性和反转对称性,避免手征性相反的Weyl点的湮灭。石墨烯和拓扑绝缘体作为典型的二维狄拉克费米子体系,在近年来已经成为研究狄拉克型电子物理的重要平台。其中半整数的量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应、量子反常霍尔效应、Majorana费米子以及磁单极子等一系列有趣的现象已经得到了广泛的关注。狄拉克费米子的π贝利相位可导致电子在输运过程中具有背散射禁止的特征,这同时也成为自旋电子学和量子计算等领域重点关注的一个亮点。在作者开展研究工作的这段时间内,从量子自旋霍尔效应到石墨烯,再到拓扑绝缘体,最后到近来发现的狄拉克半金属,狄拉克材料的研究在各个方向都取得了突飞猛进的发展。尤其在石墨烯和拓扑绝缘体中,不仅仅在基础研究领域有着重要的影响,而且已经逐渐开始向具体的应用领域靠近。在本工作中,作者主要对拓扑绝缘体、石墨烯以及Cd3As2这几种研究较为广泛的狄拉克材料的量子输运性质进行了探索。研究成果可以总结为以下四部分：(1)采用水热法将Sb掺杂进入Bi2Se3纳米片,有效的抑制了Bi2Se3纳米片的载流子浓度,提高了表面态电子对电导的贡献。在磁电阻测量中观察到了弱反局域化和普适电导涨落等量子相干输运现象。基于温度相关的退相干数据讨论了电子声子造成的退相干机制在其中的重要作用。这在电阻的温度变化关系中也获得了验证。(2)建立了一套原位剥离的加工工艺,用于CVD石墨烯的加工,可以抑制电子束曝光中的电子束辐照损伤。其标志为拉曼光谱中没有发现代表石墨烯结构无序的D峰。我们在已经加工完成的多层石墨烯器件上,用Al膜作为剥离工具成功实现了多层石墨烯器件的原位的逐层剥离。我们测量了石墨烯层数渐变的磁电阻性质,在双层石墨烯上看到了350%的大磁电阻。分析表明：由于在温度较高情况,石墨烯中的朗道能级被抑制,但是,石墨烯表面具有电荷杂质有可能造成大的磁电阻现象。这种电荷杂质可能来源于石墨烯表面残留的Al团簇。(3)利用活泼金属铋修饰石墨烯器件并观察了其输运调控效果。我们通过电子束蒸发的方法把2nm金属铋沉积在石墨烯样品表面,在10天后发现2nm的铋完全被氧化,而且形成了尺寸约为20nm的团簇均匀分布在石墨烯表面。在空气中放置40天后,XPS谱证实石墨烯样品中出现了大量的含氧物质的吸附,电测量表明石墨烯的载流子浓度上升,引入空穴重掺杂。SdH振荡研究指出这种吸附增强了石墨烯的短程散射,这种散射在400K温度下退火20分钟后可以得到有效的抑制。(4)测量Cd3As2薄膜磁电阻输运,在垂直磁场和平行磁场条件下均观测到了弱反局域化现象。这类样品由于纳米尺寸限制效应表现为半导体性质。对于垂直磁场磁电阻数据的分析给出了具有饱和退相干机制参与的电子电子相互作用的退相干机制。但是对于平行磁场条件下的弱反局域化,我们提出Cd3As2薄膜中存在着多种二维的平行导电通道,平行磁场使得不同导电通道之间的电子形成相干的耦合,产生了相应的量子相干现象。(本文来源于《南京大学》期刊2016-02-01）
王乐[5]（2015）在《存在表面耦合的混合DNA序列相干输运的门电压调控研究》一文中研究指出本文利用包含二元无序和侧位点关联的紧束缚模型研究DNA分子的场效应特性。这里所考虑的DNA分子沉积于绝缘衬底的表面。我们在垂直于衬底表面的方向上施加一个均匀的静电场,即门电压。结果表明体系中会产生孤立的扩展态。这种扩展态的存在与DNA的碱基序列无关而其位置可以被门电压调节。当门电压达到适当的值时,这种孤立的扩展态将出现在体系的Fermi能级上,从而显着增强了体系的长程电输运能力。我们还发现,如果DNA分子与衬底表面的耦合强度在一定的范围内,体系的Fermi能级将随着门电压的单调改变而两次成为扩展态。我们认为这种现象是外电场,衬底表面以及DNA分子的内在无序性这叁种因素共同作用的结果。根据这种机制,我们提出可以用与某种衬底表面相接触的混合DNA序列(比如λ-DNA)来制造单分子场效应管。另外,我们指出存在这种孤立扩展态是与衬底表面耦合的二元无序纳米线的一般特征。在本文中我们采用转移矩阵的方法计算了局域化长度和透射系数,用Landauer-Buttiker公式计算了伏安特征曲线。文章的内容主要包括以下4部分：第一章介绍DNA输运研究的发展历史和背景。第二章考察了DNA导线的主要物理模型及其重要的输运性质。第叁章主要是本文计算的结果和讨论。第四章对结论做出最后总结和展望。(本文来源于《郑州大学》期刊2015-05-01）
鱼自发[6]（2015）在《超冷原子相干输运特性的研究》一文中研究指出近年来,光对冷原子的操控已经成为现代物理学界备受关注的研究课题。由于有量子隧穿,一个处于双阱中的粒子不会长期局域于其中的一个阱中,可是人们发现,如果对这个双阱系统施加一个周期驱动,那么量子隧穿可能会被抑制,导致粒子局域于一个阱中。这种现象叫做相干性隧穿破坏。但是这种相干性输运的研究局限于具有短程相互作用的系统中,并且仅仅对只有一种自旋的冷原子进行操控。偶极凝聚体的实现,为耦合在偶极凝聚体间的长程偶极-偶极相互作用的研究提供了一个很好的平台,偶极-偶极相互作用又对玻色气体的输运特性有着至关重要的影响。人工规范场的实现,使得中性原子的自旋轨道耦合成为可能,对于具有不同自旋的冷原子的操控就变得至为重要了。本文研究了在不同调制方式下的具有长程偶极和短程接触相互作用的偶极凝聚体中的玻色气体的隧穿特性,更为重要的是,从理论上提出了一种对具有不同自旋的玻色气体的精确操控方案。这对于实现光对冷原子精确操控提供了一种可能。特别地,精确控制带有自旋轨道耦合的中性原子的自旋隧穿和自旋输运对于研究自旋霍尔效应,设计自旋哈密顿模型和自旋原子晶体管是至关重要的,而且实验上在驱动的光晶格中已经观测到了有关的选择性共振隧穿和原子间的超交换输运。本论文的具体研究内容和安排结构如下：首先,简单介绍了论文研究的物理背景及相关知识,包括相干性隧穿破坏、偶极玻色系统、带有自旋轨道耦合的玻色系统的特性及其研究意义。第二章利用平均场叁阱玻色哈勃模型,在周期性驱动的叁叁势阱中,研究了带有排斥相互作用的偶极玻色气体的隧穿动力学。研究发现：在一个偶极系统中,由于长程偶极相互作用和短程相互作用的相互耦合,系统经历了丰富的从相干性隧穿(CT)到相干性隧穿破坏(CDT)的相变。特别地,当原子间相互作用增加时,系统经历了CT-CDT-CT-CDT或者CDT-CT-CDT-CT-CDT目变。这种相变在非偶极系统中是不存在的,当原子间排斥相互作用增加时,非偶极系统仅仅经历CT-CDT相变。在系统准能谱的帮助下,进一步呈现了对这种结果的理解。通过高频近似,得到了系统完整的准能谱结构,由于原子间相互作用的增加,准能谱中出现了复杂的loop结构,使得准能级发生交叉和反交叉,从而引发了CDT。有趣的是,不同势阱间偶极-偶极相互作用和同一势阱中短程相互作用的耦合严重地影响了准能谱的性质和CT-CDT的相变。当长程偶极-偶极相互作用和同一势阱中的短程相互作用之间满足特定的关系时,CDT仅仅发生在孤立的能级交叉点,这种情况类似于驱动的线性系统。第叁章基于平均场叁阱玻色哈勃模型,研究了带有周期性s-波散射长度调制的偶极玻色气体的隧穿动力学。由于不同势阱间的长程偶极-偶极相互作用,同一势阱中的短程相互作用和调制的s-波散射长度之间的耦合效应,系统经历了复杂和丰富的CT-CDT司的相变。特别地,当不同势阱间的长程偶极-偶极相互作用和同一势阱间的短程相互作用取某些耦合值时,产生CT(CDT)的调制s-波散射长度区域最宽(窄),这些耦合值与系统的隧穿能和相互作用能有着密切的联系。并且,产生CDT的这种相互作用的耦合值也可从系统的隧穿能和相互作用能中解析地得到。第四章从理论上提出了一种实现自旋玻色气体选择性相干输运的方案：将带有自旋轨道耦合的自旋玻色气体装载到一个对称的被外场周期性驱动的双势阱中,通过适当地调节自旋轨道耦合强度,原子间相互作用,Zeeman场强度和外部驱动力,实现了一种任意的事先规定的自旋类型(单个自旋,或者具有不同自旋的自旋对)和这种自旋数量的玻色子的输运,这种输运过程中的自旋翻转也可以被精确控制。并且实现了任意玻色数的超交换输运,即仅仅存在两个势阱间的纯自旋交换,每个势阱中的原子数保持不变。实现这种选择性相干自旋输运的共振条件可以解析地得到,并且被数值验证。这种设计为自旋子的自旋控制,精确计数和有效过滤提供了一种方法。特别地,扩展的自旋玻色子的超交换对于产生具有拓扑序列的自旋多粒子纠缠态和多体量子相,也为设计有效地自旋Heisenberg模型提供了一种有效的方法。最后,简要总结本工作及展望该领域进一步研究的前景。(本文来源于《西北师范大学》期刊2015-05-01）
陆浩然[7]（2015）在《几种拓扑绝缘体微结构材料的制备及其相干输运观察》一文中研究指出本文工作采用气固法成功制备了Bi2Te3和Bi2Se3的叁角形和六边形的纳米薄片和Bi2Te3-Bi2Se3的异质结构。纳米薄片的横向长度可达20 μm以上,最薄厚度可达6nm；异质结构仍为叁角形和六边形,Bi2Se3内嵌在Bi2Te3纳米薄片中。采用同样的思路,利用Bi2Te3和Bi2Se3的混合源,产物将会变成叁元的拓扑绝缘体材料BTS。作者利用电磁感应炉把熔点为1857.0℃的Cr蒸发出来,作为Cr源,用以生长含Cr的BTS薄膜。作者制作了四电极纳米结构器件并进行了低温输运测量。测量结果证实拓扑绝缘体纳米薄片中的弱反局域化效应。作者利用HLN公式去拟合弱反局域化的数据可以得到代表着通道数的α和相位相干长度。α随温度的升高而增加,这意味着退耦合现象的发生。Bi2Se3中的输运可以用表面体相散射弛豫时间τSB相位相干时间τφ之间的竞争机制来解释,而BTS中的结果要用体相调控两表面模型来解释。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-01）
李兆国[8]（2014）在《拓扑绝缘体Bi_2Te_2Se纳米带的量子相干输运实验研究》一文中研究指出拓扑绝缘体是一种新奇的量子态物质,它的体内是普通的能带型绝缘体,而在表面上存在狄拉克型的传导载流子,这种受时间反演对称性保护的拓扑表面态具有低能量耗散的输运性质,因而在自旋电子学和量子计算机中具有潜在的应用价值。在本工作开展的时期内,拓扑绝缘体的研究工作快速进展,特别是角分辨光电子能谱实验和扫描隧道显微实验在发现拓扑新材料和鉴定拓扑表面态方面取得了丰硕的成果。然而,以探索狄拉克费米子的拓扑辛输运(topological symplectic transport)为目的的输运实验则进展缓慢,有两点重要的因素导致了这一现状：一方面是由于残余的体相载流子使系统的费米能级与体导带相交,从而掩盖了表面态的输运贡献；另一方面则是两个表面之间的隧穿耦合或表面与体载流子的耦合使得表面态的拓扑性退化,从而表现出平庸的输运性质。在本文中,我们优化生长工艺抑制了拓扑绝缘体Bi2Te2Se材料的体相电导,利用机械剥离的方法降低系统的厚度以进一步抑制体相贡献,最终制备出可供研究表面态输运的Bi2Te2Se纳米带场效应管器件。我们对其低温磁输运性质进行仔细研究,获得了拓扑表面态及其相互作用的量子输运证据。研究成果可以总结为如下叁部分：(1)首次实验观察到拓扑绝缘体的二维普适电导涨落(UCF)效应,并从变角、面内磁场调控和标度分析等方面对其进行系统研究,证实UCF的拓扑起源。首先,通过改变磁场扫描方向和温度,证实Bi2Te2Se纳米带的高场磁电阻曲线中出现的无规涨落是由UCF引起的。而且,这些电导涨落特征峰只依赖于磁场在样品平面法向上的分量,从而说明该UCF的二维特征。然后,在面内磁场调控以抑制体相相干性的实验中,观察到的UCF幅度与面内磁场无关的现象证明了体相载流子不会贡献UCF效应。于是将二维UCF的起源归于表面态。最终,通过自平均的标度分析得到了样品的内禀UCF幅度,再与理论预期值相比较。结果表明实验值更接近于拓扑表面态的预期值,从而排除拓扑平庸二维电子气(2DEG)贡献UCF的可能性。最终证明了Bi2Te2Se纳米带中UCF现象的拓扑起源。(2)拓扑表面态之间的耦合-退耦转变的实验观察及其调控。弱反局域化(WAL)效应是研究拓扑绝缘体中多个导电通道相互作用的有效途径,因为拓扑绝缘体的WAL理论参数之一——α能够反映系统中的导电通道数的变化。我们系统地研究了不同厚度的Bi2Te2Se纳米带的WAL现象,表面态的贡献通过减去体相电导而获得,理论拟合就得到了a随样品厚度(H)的变化。从实验结果可以看出,α从～0.5突然减小～0.25时,伴随着H超过体载流子的相干长度。α随厚度的变化意味着上下两个表面之间发生了耦合-退耦转变,而在退耦时的α～0.25表明在表面上同时存在着一个表现出弱局域化的拓扑平庸2DEG。而α与门电压无关的现象则说明该拓扑平庸的2DEG只能位于上表面,而在下表面只有拓扑表面态存在。于是,a随H的突变揭示的是位于上表面的拓扑表面态和拓扑平庸2DEG的杂化态(TSS+2DEG)与下表面的拓扑表面态之间的耦合-退耦转变。究其机制,是以体相载流子为媒介的拓扑表面态之间的相干耦合。其耦合条件包括：(i)表面电子从上表面扩散至下表面的时间不能超过表面态的相位弛豫时间；(ii)电子在体内的扩散时间不能超过体相的相位弛豫时间。其中任一条件的缺席都会导致退耦发生。进一步的面内磁场调控证实了这一物理图像。(3)拓扑表面态的统计对称性初探。UCF的幅度依赖于系统的统计对称性。对于单个拓扑表面态,外磁场的出现将驱使系统从高斯辛系综转变为高斯幺正系综。在费米能级远离狄拉克点的情形下,对应着UCF幅度随磁场会增大(?)倍。我们测量了一个Bi2Te2Se纳米带在不同磁场下的由门电压调制的UCF,实验结果表明其UCF幅度随磁场增加而减小了(?)倍,这与理论预期相矛盾。我们提出,应当考虑该样品的厚度小于其体相相干长度的条件,从而说明其两个拓扑表面态处于耦合状态。在这种情形下,系统处于高斯正交系综,外磁场出现将引起UCF幅度减小扼倍。从而正确地解释了实验结果,而更多的验证仍在进行中。(本文来源于《南京大学》期刊2014-11-01）
王会娴,郝希平,康大伟[9]（2012）在《四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质》一文中研究指出采用解线性方程组的方法,研究了存在磁通时,四端介观量子网络中电子自旋的相干输运性质。该四端网络由具有Rashba自旋-轨道耦合互作用的量子线构成,数值计算了自旋电导对约化磁通和自旋-轨道耦合强度的依赖关系。计算结果表明:该网络中的自旋相干输运性质由约化磁通和Rashba自旋-轨道耦合之间的相互作用共同决定。这种结构中,一些端可以作为栅极控制其他端的自旋流,该四端多通道网络结构为调控电子自旋的相干输运提供了更多的选择。(本文来源于《河南科技大学学报(自然科学版)》期刊2012年03期）
利志平[10]（2012）在《铁磁半导体/d-波超导体/铁磁半导体双隧道结中的量子相干输运》一文中研究指出铁磁半导体是一种兼有磁性及半导体特点于一身的材料,在物理学、结晶学、光学、电学等方面均表现出一些独特的性质,因而具有广泛的应用前景。d波超导体是非常规超导体中的一种,在非常规超导体家族当中具有一定的代表性。d波超导体的一些理论结果,经过简单的变换或者是推广,基本上都可以直接应用于其它非常规超导体当中。近来,自旋电子学特别是超导旋电子学已经成为凝聚态物理研究中的重要领域之一,尤其通过测量超导结的隧道谱的一些基本参数,可以获得各种有关超导配对机制和能隙的信息。因此,对具有铁磁半导体接触的d波超导体隧道结的研究具有重要意义。本文中我们用扩展的BTK理论研究了铁磁半导体/d-波超导体/铁磁半导体双势垒隧道结,得到了相关几率、电导和隧道磁致电阻(TMR)随能量的变化关系,而且将之与s-波超导隧道结的结果进行了比较。本文对d-波超导体隧道结主要从叁方面进行了研究。第一,研究了β角(晶体的a轴和界面法线的夹角)为0和π/4时的带间耦合系数α对反射和透射几率、电导以及TMR的影响。结果发现,由于带间耦合作用,重空穴从左入射(重电子从右入射)时不仅有固有的正常反射和Andreev反射同时也有新型的正常反射和Andreev反射。随着耦合系数的改变,反射和透射几率随能量变化的特征基本不变,但是大小变化表现出了不同的特点。随着耦合系数的增加,电导随能量而减小。当界面势垒强度Z较小的时候TMR随着a的增大而减小,且幅度的减小越来越快,而当Z较大的时候TMR基本保持不变。第二,研究了势垒强度Z对反射和透射几率、电导及TMR的影响。我们发现,随着势垒强度的增加,相关的几率有些是增加,有些减小。电导随着势垒强度的增加而被抑制。当α较小时,TMR随着耦合系数α的增大而减小,且幅度的减小越来越快。第叁,我们将铁磁半导体/d-波超导体/铁磁半导体双势垒隧道结与铁磁半导体、s-波超导体/铁磁半导体隧道结的电导进行了比较,发现d-波超导体隧道结由于d-波超导体能隙的各向异性,其第一个波峰较其它波峰高,而s-波超导体的结果却相反。这些特点能够为实验上探测d-波超导体超导配对机制提供理论依据。(本文来源于《南京师范大学》期刊2012-05-04）
相干输运论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
对于介观尺寸器件中散粒噪声的研究一直是十分活跃的科研领域,而且这一研究领域随着现代电子科技与纳米技术的迅猛发展与人们的生活实际联系越来越密切。近些年来,人们已经能够在实验室成功制备出多种介观器件,例如,量子点,量子线,铁磁-半导体-铁磁异质结,以及介观尺度的碳纳米管等。这些低维介观系统中产生的一系列新的现象和效应引起了人们的兴趣和关注。上世纪末,碳纳米管的发现与成功制备为纳米器件提供了新的材料,随着人们对碳纳米管研究的深入,发现碳纳米管在力学、热学、光学、电磁学以及声学方面都具有优异的性能,这使得碳纳米管具有非常广阔的应用前景。在电子科技高度发展的今天,碳纳米管基电子器件的设计与研究显得尤为重要。随着新材料的不断发现,也使得物理学科中的各研究领域不断被拓展,对石墨烯、拓扑绝缘体以及拓扑超导体的深入研究,使意大利物理学家Ettore Majorana预言的Majorana费米子进入了更多人的视野。在研究材料、系统或是器件的电学相关性质时,人们通常会研究系统中的电流、电导以及散粒噪声,相对于电导而言,噪声能够给出更多更为详细的系统信息,因此我们将主要精力集中在对系统或器件中散粒噪声的研究上。在本文中,我们首先介绍了与我们的研究相关的几个概念,给出了我们在解析计算中所采用的理论方法,然后介绍了我们研究的不同系统中的电流、电导、散粒噪声以及Fano因子。在文章的最后,对本文进行了总结,并对相关研究的发展进行了展望。在本文第一章中,我们首先介绍了介观输运相关的基本概念,之后对碳纳米管的发现进行了阐述,并对碳纳米管的结构和性质进行了归纳和总结。在本章第叁节中简单介绍了Majorana费米子及其研究进展。在本章第四节中介绍了热噪声和散粒噪声的概念。在第五节中给出了整篇论文的结构框架。在第二章中,介绍了我们在研究中所采用的理论方法,首先介绍了格林函数的定义,随后介绍了非平衡格林函数。非平衡统计的微扰理论建立在复编时格林函数之上,而电流、电导等可观测量与实时格林函数相联系,故我们介绍了连接这两者的桥梁Langrenth定理,以及与此有关的Dyson方程。之后,我们简单阐述了格林函数的运动方程解法。在此基础之上,在本章的最后,我们较为详细地叙述了从系统哈密顿量开始,运用连续性方程和海森堡运动方程求出系统中的电流算符,然后进一步利用电流关联和非平衡格林函数,最终求出系统散粒噪声的一般思路。在第叁章中,我们研究了旋转磁场扰动下环形碳纳米管干涉仪中的散粒噪声。通过计算电流关联函数推导出了散粒噪声的一般式。发现光子的吸收和辐射使动态散粒噪声产生了一些新的特征。散粒噪声和Fano因子随着Aharonov-Bohm(AB)磁通量变化敏感地依赖于Zeeman能、旋转磁场的频率以及源漏极之间的偏压。通过调节塞曼能,散粒噪声和Fano因子的AB振荡结构可以表现出峰-谷之间的转变。随着塞曼能和光子能量的增加,散粒噪声非线性增加。散粒噪声的增强以及非对称性均可以归因于自旋翻转效应。在第四章中,我们利用非平衡格林函数方法研究了耦合Majorana费米子环形碳纳米管干涉仪中的电流、微分电导、散粒噪声和Fano因子。通过计算电流关联函数,推导出了耦合Majorana费米子环形碳纳米管干涉仪中的散粒噪声。耦合Majorana费米子后,系统中许多新的电子输运通道被打开,且使半导体型环形碳纳米管的能隙变窄。Majorana费米子导致了正常隧穿电流和Andreev反射电流之间的关联,从而使散粒噪声和Fano因子增强。电导、电流和散粒噪声均被Majorana费米子改变,展现出不同的振荡和共振结构,这些量的具体表现与金属型和半导体型环形碳纳米管都完全不同。在第五章中,我们利用非平衡格林函数方法研究了微波扰动下量子点耦合Majorana费米子系统中的动态特性。在Nambu表象中计算了系统的光子辅助微分电导、电流、散粒噪声以及Fano因子。在没有微波场的情况下,电流-电压特性曲线上有叁个台阶,这反应了通过正常通道和Andreev反射诱导通道的电子隧穿,与此相应,微分电导曲线上展现出叁个大的共振峰,Andreev反射对每一个共振峰都有明显贡献。当光子辐照在Majorana费米子耦合系统上时,每一个光子诱导边通道都伴有Andreev反射诱导通道,所以有新的电流台阶出现。光子扰动引起了电导边共振峰,Andreev反射使得光子辅助电导峰周围有新的共振峰出现。光子辐照抑制了中心电导,但同时提供了新的边电导作为补偿。通过计算电流关联我们推导出了散粒噪声公式,正常隧穿、局域以及交叉Andreev反射之间的电流关联均对总的噪声有贡献。微波场的扰动导致了散粒噪声中的动态效应,在源漏偏压为零的情况下,动态散粒噪声不为零。与没有耦合Majorana费米子的系统相比,Majorana费米子显着地增强了系统的散粒噪声,且通过增加Majorana费米子与量子点的耦合强度,散粒噪声明显增强。与无微波场的情况相比,光子扰动导致了光子辅助Andreev反射,散粒噪声被抑制。在微波场辐照下,由于光子辅助Andreev反射,Fano因子曲线展现出了几个新的抑制台阶。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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