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准一维纳米结构电子输运的梯度无序与结散射效应

段玲  
【摘要】:准一维纳米结构电子输运性质是当前凝聚态物理领域研究的热门课题之一。它展示了许多独特的物理特性,拥有广阔的应用前景。在纳米材料的制备过程中,由于掺杂、空位以及吸附等原因,常常会引入无序。大量的理论及实验证明无序是影响纳米体系电子输运性质的重要因素。本论文发展了格林函数方法系统地研究了无序对准一维纳米结构体系中电子输运的影响。其目的在于揭示这些体系中一些新的物理机制,为纳米器件的设计及应用提供理论依据。本论文主要包括以下几部分: 第一章是引言,简单介绍了准一维纳米材料以及无序体系的相关理论背景。第二章是研究的理论基础以及格林函数方法的简要介绍。 第三章中,我们考虑实际体系的梯度无序和结散射,发展格林函数矩阵分解消元方法,研究了准一维纳米线的电子输运性质。结果表明,由于结散射,电导随能量呈现振荡行为,无序的引入破坏了电子相干性,在低无序度区平均电导呈现异常增加,出现一个新的电导峰。当表面存在无序但无梯度衰减时,体系的平均电导随无序度增强先减后增,出现类局域-退局域性转变。当表面无序线性衰减时,平均电导在强无序区稍有增加,而当表面无序高斯型衰减时,平均电导指数衰减,类局域-退局域性转变消失,不同于以前的理论预言。 在第四章中,基于紧束缚理论,我们考虑了不同无序效应以及结散射对锯齿型石墨纳米带的电子输运性质的影响。在计算过程中我们分别摸拟了高斯形式的长程无序,以及边缘无序两种情况时,无序对体系电子输运性质的影响。通过计算我们得到锯齿型石墨纳米带的电子输运性质与无序效应以及结散射作用密切相关。结果对理解单层锯齿型石墨带的电子输运性质及潜在应用有帮助。 最后,我们对本论文工作进行了总结,对以后可能要开展的工作进行了设想。


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