文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
低维纳米结构中声学声子热输运性质的研究
姓名:于晓燕
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:陈克求
20090518
摘要为当前凝聚态物理学科中的研究热点。随着电子元器件尺寸的不断减小,尺寸效应对器件热导率的影响在器件设计中变得尤为重要。本文研究了几何形状、结构参数对纳米尺度量子结构中的声子弹道热输运和热导的影响,以期通过调节结构利用转移矩阵方法研究了低温下二维纳米线结构中弹性声子的输运性质。着重研究了低温下在纳米线结构中结构参数的变化对声子输运系数的影响。在本工作中我们主要计算了最低的六种不同的振动模式闹肿畹蜕#貉顾跄!⑴ぷ模、两种弯曲模和两种低频的光学模:剪切模诘臀孪碌氖湓思嘎剩峁砻鞑的依赖性,我们可以通过控制结构参数人工调控声子的输运系数大小。这些结果略,而在实际的器件设计应用中所考虑的都是有限厚度的三维量子结构。基于弹性标量模型,利用散射矩阵方法,我们又研究了有限厚度低温下由半导体量子点调制的方形量子线结构中的声学声子的热输运性质。计算结果表明总透射系数随着声子约化频率变化会显示出一些有趣的物理现象,如不均一的量子化台阶;在低温下观察到量子化热导平台,且随着温度单调增加而熟导不会增加。这些结果同样表明在一定程度上可以通过控制量子结构参数来调控声子的热输运几率和热纳米尺度的量子结构和器件由于其新颖的物理性质和广泛的应用前景,已成参数来控制热导,为器件设计提供理论依据。同声子模有着不同的输运几率。计算还表明不同的振动模式对结构参数有着不同对相关热量子器件的设计有参考价值。前面的工作局限于对二维量子结构中声子输运性质的探讨,结构的厚度被忽导。关键词:低维量子结构;低温;弹道输运;弹性声子;透射系数;热导硕士学位论文Ⅱ
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插图索引图热导量子化测量悬浮介观装置图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图实验测量低温下声学声子热导率随温度的变化关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图一种测量纳米碳管热导率的实验结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯土孔咏峁雇际疽馔肌图模型结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图不同宽度凳毖顾跄M干湎凳嫫德实谋浠摺图不同长度凳毖顾跄M干湎凳嫫德实谋浠摺图不同宽度凳迸ぷDM干湎凳嫫德实谋浠摺图不同长度凳迸ぷDM干湎凳嫫德实谋浠摺图不同宽度凳蓖淝M干湎凳嫫德实谋浠摺图不同宽度凳奔羟心M干湎凳嫫德实谋浠摺图不同和值的总透射率随约化频率变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图表示的是不同和值时最低单模的透射几率K婀鞯谋浠图不同和结构下,总约化热导随约化温度的变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图不同厚度下,总约化热导随约化温度的变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图半导体量子点调制的矩形量子线结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.硕十学位论文
翩獬:谚瓶醐:砂耗晔嗍砂『年箩苋作者签名:亏嚷恐/甲日作者签名哥酝&受厂日期:砌年∥月争日学位论文版权使用授权书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行研究所⒈C芸冢取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,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,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。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门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以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭
第滦论引言展,器件的尺寸已进入到纳米尺度。纳米尺度的量子器件已成为世界各国所追求的新型器件。然而,随着微电子器件和电路特征尺寸的持续减小,特别是大规模集成电路集成度的迅速提高,使芯片等元器件的功耗密度也随之成倍增长,在电“物理学的规律不排除一个原子一个原子制造物质的可能性,如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性’’。纳米科技的迅速发展正在使脑ぱ砸徊讲奖湮O质怠D擅准术是世纪之交发展起来的新技术,,以及利用这些特性的多学科交叉的科学和技术。在纳米尺度,由于其量子效应、小尺寸效应和表面及界面效应等,物质的很多性能发生巨大的变化,呈现出许多既不同于宏观物质,又不同于单个孤立原子的奇异现象。纳米科技的目标就是研究这些新颖的物理、化学和生物学特性并制造出具有特定功能的产品。为了实现这一目