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介观电路的压缩效应与库仑阻塞效应

陈明玉  
【摘要】:本文对含有介观电容的介观电路作了理论推导和数值分析,主要研究了介观LC电路的量子压缩效应和介观电容耦合RLC电路的库仑阻塞效应。 在第三章,从介观电容两极板的电子波函数相互耦合这一观点出发,考虑了介观电容的耦合能,给出了无源介观LC电路的哈密顿量(?),研究了电路量子态的演化,电路中电荷及电流的量子压缩效应以及介观电容器中隧穿电流的量子崩塌与复苏现象。结果表明,此电路中电荷与电流都将存在量子压缩效应,两共轭量的压缩效应是周期性交替出现的,且只有在相干强度|β|<1时,才能得到较好的压缩效应;介观电容器中隧穿电流随着|β|值的增加,量子崩塌与复苏现象越来越明显,而Ω/ω仅仅会影响周期内的振荡程度。 在第四章,基于电荷的量子化特征,给出了介观电容耦合RLC电路的量子化方法,研究了介观电容耦合RLC电路的库仑阻塞效应。结果表明,外加电压源电压的取值是量子化的,而且存在一个阈值电压,当外加电压小于起始阈值电压时,由于库仑阻力的作用,穿过介观电容的电流为零,此即库仑阻塞效应。其次,通过数值模拟,讨论了电路参数对阈值电压的影响,阈值电压不仅与电容与电感有关,而且与电阻也密切相关;而耦合电容对电路的阈值电压也会产生一定的影响。最后,研究了电路各回路中电荷及电流的量子涨落。


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