文档介绍：广西大学
硕士学位论文
介观电路的量子效应及量子态压缩特性的研究
姓名:易施光
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:杨庆怡
20100501
介观电路的量子效应及量子态压缩特性的研究摘要随着微电子学、纳米电子学、纳米技术的飞速发展,集成电路的基本器件已经到了介观的尺度,电路的量子效应显得更加重要。在科学研究和生产实践中迫切需要建立关于介观电路的量子理论。当前对基本介观电路的量子化通常是与经典简谐振子的量子化对比实现的,并在此基础上对基本介观电路进行深入地研究。根据对当前介观电路研究现状的调研,本论文对介观睠并联电路提出一种更符合实际情况的电路模型,并运用量子行讨论。具体研究内容如下:擞谜虮浠坏姆椒ń械缏返牧孔踊在所建立的电路模型基础上,利用基尔霍夫定律列出电路的经典运动方程,并采用阻尼谐振子的正则变换方法对运动方程进行变换,得到形式上的谐振子运动方程,然后通过寻找满足一定的对易关系的共轭正则变量实现对运动方程的量子化。致墼诰粤愣认陆楣鄣缏诽乇鹗荝并联电路的非经典现象根据量子光学中的量子态纾赫婵仗⑾喔商⒀顾跽婵仗的定义以及量子态的非经典的性质,在绝对零度的条件下,研究电路在相应力学、量子光学、微电子学的相关理论对电路模型的非经典物理现象的进量子态下电流和电压的非经典性质。
致墼谟邢尬露认陆楣鄣缏诽乇鹗荝并联电路的非经典现象根据在热场动力学理论和量子理论中非经典态纾喝日婵仗⑷认干态、热压缩态等亩ㄒ逡约跋喙氐姆蔷湫灾剩谟邢尬露鹊奶跫研究电路在相应的非经典态下电流和电压的非经典性质。致鬯岢龅牡缏纺P驮谝欢ㄌ跫孪蚱渌嘈偷缏返淖;为了体现本论文提出的电路模型具有的普遍性,以真空态为例,讨论在一定条件下所建立的电路模型向其电路的转化。关键词:介观电路量子化量子态非经典性质
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学奖得主之一理查德·费曼鴆綟呦强谝淮沃难萁仓刑岢隽艘恢执蟮ǖ纳第一章绪论蛐后,探索实现这一梦想的可能性变成为可以实现。从这时开始,介观物理成为一指尺度接表征量子行为的特征长度:衙撞ǔ啪介观电路的量子效应及量子志压缩特性的研究域一直作为未被“开垦氖澜纭V钡辏拦锢硌Ъ乙甑呐当炊锢背景知识随着人类社会生产力和科学技术水平的不断提高,人类对自然界乃至整个物质世界的认识在不断深入和发展。随着人类对宏观领域和微观领域积极探究的扩展,还存在一个长期以来没有引起重视的新的研究领域,称为介观领域,即:介于宏观领域与微观领域之间的过渡区,它的空间尺度在米~椎姆段В⒕哂形⒐厶卣鞯暮旯厶逑怠由于种种原因,长期以来人们的绝大部分注意力一直集中在。米以下的微观领域和米以上的宇观领域比唬挥盟翟~米范围内的宏观领域了楣哿想:“如果有一天可以按照人们的意志来安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹。其含义就是如果能够逐级减少生产装置,最后能根据实际需要来逐步排布原子,以期实现体积最小化、质量最轻化、消耗最少化、成本最低化、功能最佳化、效率最高化的生产,那将是多么美好的前景啊还庵稚柘朐诘笔毕匀唤鼋鲋皇且桓雒烂畹拿蜗攵已。自从年公司在瑞士苏黎世研究实验室的格尔德··罗雷尔眨餌而坨,⒚髁松杷淼老晕⒕锄姗个十分活跃的研究领域。在讨论介观电路之前先介绍一些相关背景知识,即是介观系统、纳米科技、纳米电子学的有关基本知识。.楣巯低介观系统是指在尺度上介于传统的宏观系统与微观系统之间的系统。更确切的说是、骄杂沙:、幌嘞喔沙ざ娶賖的系统。这些特征长度对温度和外磁场依赖性很强,并且对于不同类型的材料有相当大的变化范围。对介观体系,一方面,由于它们具有的微观属性而表现出量子力学的特征;另一方面,从组成的粒,
乃砌√篆,砟龋,增大学墒页士粤交芍洹蟛是描述粒子波动性的一个基本物理特征长”丸:介硬电路的●■毛缩特性的研究费米波长乜册嗌是指在费米面篿蚰嘞浇缱拥牡虏悸抟獠子数量来看,它们的尺寸几乎是宏观的。总体来说,宏观体系的特点是物理量具有自平均性,也就是可以把宏观物体看成是由许多的小块所组成,每一小块是统计独立的,而整个宏观物体所表现出来的性质是各小块的平均值。如果减小宏观物体的尺寸,只要还是足够大,测量的物理量绲绲悸和系统的平均值的差别就很小。但是,当体系的尺寸小到一定的程度时,由于量子力学的规律,宏观的平均性将消失。为了更好的理解介观系统,下面将主要介绍几个典型的特征长度和几种介观体系中典型的特征效应。.特征长度虏悸抟獠ǔ德布罗意波长度,在系统中自由粒子的德布罗意