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oe1(光电查) - 科学论文

25 条数据
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  • 石墨烯纳米带中的飞秒电子动力学——基于扩展哈伯德模型的非平衡格林函数方法

    摘要： 本文提出了一种研究有限石墨烯团簇（如纳米带）中关联飞秒电子动力学的新方法。该体系采用扩展哈伯德模型描述，其中考虑了相邻轨道重叠及至第三近邻的跃迁。通过结合非平衡格林函数方法与多种自能近似（包括二阶玻恩近似和GW自能）来处理电子关联效应。该模型可预测含多达100个碳原子的任意几何构型激发态石墨烯纳米结构在25飞秒时间尺度内的关联非平衡动力学行为。

    关键词： 关联动力学、非平衡格林函数、哈伯德模型、石墨烯纳米带

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于非平衡格林函数的相干自旋器件电路模型

    摘要： 随着自旋电子学领域的最新进展，如今可以构想出包含磁体与互连结构的"自旋驱动"器件——这类器件需要采用广义费米函数和电流的新型输运模型，其中每个函数/电流都包含四个分量：一个用于电荷，三个用于自旋。相应的阻抗元件并非纯数值，而是4×4矩阵。我们从弹性、相位相干输运范畴的非平衡格林函数（NEGF）形式体系出发，推导出适用于存在普通金属（NM）引线的多端器件的自旋广义Landauer-Büttiker公式，这些公式涉及此类4×4电导率。除描述接触点电流的常规"端接"电导率外，我们还提供了描述导体内部铁磁（FM）区域所吸收自旋电流的"自旋转移矩"电导率，并通过端接处的费米函数明确表征这两种电流。我们推导出此类矩阵电导率应遵循的普适求和规则与互易关系。最后，我们将该理论模型应用于描述二维体系中Rashba效应和Hanle效应的两个示例哈密顿量。研究成果使得纯量子输运模型能作为构建?？?，用于创建复杂自旋电子学与纳米磁性结构及器件的电路模型，从而在类SPICE仿真器中进行模拟。

    关键词： 拉什巴效应、自旋电子学、朗道尔-布蒂克公式、自旋转移矩、非平衡格林函数、汉勒效应、SPICE仿真

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 掺杂锯齿形石墨烯纳米带的输运性质

    摘要： 大量关于材料的研究推动了现代纳米电子设备的发展。研究还表明，集成电路已从微电子尺度进入纳米电子尺度时代。但铜作为传统连接材料存在的局限性（如电阻率大幅升高，进而导致互连区域产生大量热量）日益凸显。因此，我们需要寻找替代铜的新材料。锯齿形石墨烯纳米带（ZGNRs）所展现的金属特性可通过边缘态、掺杂及不同宽度进行调控。本文采用模拟方法对ZGNRs上的铜原子链进行掺杂，发现一个能量现象：掺杂后纳米带的导电性较原始状态显著提升。此外，传输通道主要集中在掺杂位置附近，且掺杂后的传输宽度大幅减小。该材料有望未来应用于纳米集成电路的互连领域。

    关键词： 密度泛函理论，互连，电子输运性质，非平衡格林函数，锯齿形石墨烯纳米带，掺杂

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯汀市（2018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 半导体纳米器件中仅电子显式屏蔽量子输运模型

    摘要： 最先进的半导体纳米器件量子输运模型将负（正）单位电荷赋予导带（价带）态。实现带间隧穿的混合态需通过插值处理，其电荷贡献量因模型而异。任何纳米器件结构中，这些模型都依赖特定于器件和物理特性的介电常数输入参数。本研究展示了不同电荷解释模型在超薄体晶体管性能预测中的显著差异性。为解决这一建模难题，我们将仅含电子的能带结构模型扩展至原子级量子输运领域。MOSFET与隧穿FET的性能预测结果验证了新模型的普适性及其不依赖额外屏蔽模型的特性。

    关键词： 隧穿场效应晶体管，仅电子传导，超薄体晶体管，非平衡格林函数

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯汀市（2018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 掺杂剂扩散对硅纳米线场效应晶体管中随机掺杂波动的影响：一项量子输运研究

    摘要： 在这项工作中，我们通过3×3 nm2硅纳米线（NW）场效应晶体管（FET）的统计量子输运模拟，研究掺杂扩散对随机掺杂涨落的影响。首先采用有效质量哈密顿量进行输运计算，其中限制质量和输运有效质量源自紧束缚能带结构计算。通过高斯掺杂分布模型描述掺杂剂沿输运方向从源/漏区向沟道区的扩散过程。为生成随机离散掺杂原子，我们采用考虑纳米线三维原子排布的拒绝采样方案。统计模拟结果表明：扩散至沟道区的掺杂原子会导致硅纳米线场效应晶体管出现显著的变异性问题。

    关键词： 非平衡格林函数、紧束缚模型、掺杂剂扩散、随机离散掺杂、硅纳米线

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 计算线性排列串联与并联量子点各种输运观测量的通用方法

    摘要： 本文采用非平衡格林函数（NEGF）方法，在考虑量子点库仑相互作用和点间隧穿效应的条件下，系统性地提出了一种求解线性排列不同量子点体系输运观测量的一般化方法。通过运动方程（EOM）法在平均场近似下推导了处理库仑关联项的格林函数表达式?；诘?、双及三量子点体系的格林函数数学结构，将该方法推广至包含N个量子点的串联与并联线性阵列体系。利用所得公式，对最多含三个量子点的串联/并联线性阵列进行了透射概率与I-V特性的数值计算。结果表明：在散射区量子点数量增加时，串联构型中透射概率与电子电流均减小，而并联构型中两者均增大；点间隧穿会使串联双量子点体系的透射峰分裂，并在并联三量子点体系中诱发Fano效应。

    关键词： 量子点、量子输运、非平衡格林函数、朗道尔-布蒂克公式、量子点线性阵列

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 美国德克萨斯州奥斯?。?018.9.24-2018.9.26）] 2018年国际半导体工艺与器件模拟会议（SISPAD） - 非平衡格林函数方法：用于载流子产生与复合的Büttiker探针

    摘要： 非平衡格林函数（NEGF）方法能够预测包括相干与非相干效应在内的纳米器件性能。处理非相干散射、载流子产生与复合过程时计算成本极高。本研究将数值高效的Büttiker探针模型扩展至除各类非相干散射过程外，还能涵盖复合与产生效应。通过量子阱III族氮化物发光二极管和反双极二维材料异质结，展示了该新方法预测纳米器件的能力。

    关键词： Büttiker 探针模型、非平衡格林函数、载流子产生、纳米器件、复合

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 磷化硼/蓝磷烯与F4TCNQ/蓝磷烯异质结构的新型电子结构及增强光学性质：一项DFT+NEGF研究

    摘要： 蓝磷烯（Blue-p）作为黑磷烯的同素异形体，因其具有磷原子平面排列的六方晶体结构而备受关注。然而，其间接带隙特性严重限制了在光电子学领域的应用。通过将磷化硼（BP）和有机分子2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对苯二醌二甲烷（F4TCNQ）分别与蓝磷烯堆叠，我们构建了BP/Blue-p和F4TCNQ/Blue-p异质结构。研究发现：BP/Blue-p异质结构具有0.605 eV的直接带隙，且可通过面内应变和外加电场进行调控；该结构在紫外区展现出优异的光吸收性能并具有增强的输运特性。此外，掺杂F4TCNQ形成的F4TCNQ/Blue-p异质结呈现II型半导体特性，在费米能级处具有平伏价带和范霍夫奇点，可实现极低的带内隧穿效应，从而在晶体管导通状态下产生低静态功耗与大驱动电流?；谡庑┳吭降牡缪А⒐庋Ъ笆湓颂匦?，蓝磷烯基异质结构有望成为电子与光电器件的理想候选材料。

    关键词： 密度泛函理论、光学性质、电子性质、输运性质、蓝磷烯、异质结构、磷化硼、F4TCNQ、非平衡格林函数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 太赫兹量子级联激光器的贝叶斯优化

    摘要： 我们结合贝叶斯优化算法与非平衡格林函数输运模型，提升了太赫兹量子级联激光器的最高工作温度。该方案近期实现了210K的太赫兹量子级联激光器温度纪录，本文进一步提供了优化后的器件结构。贝叶斯优化算法通过利用全部优化历史数据，其收敛速度与稳定性均显著优于常用的遗传算法。我们研究了单周期双势阱与三势阱设计方案，基于生成的海量数据系统评估了各方案的优化抽取能级及电子-电子关联效应相关性。分析表明：双势阱方案更利于实现高工作温度，而三势阱方案对层厚涨落具有更强鲁棒性。此外，我们研究了生长过程中通量波动及模拟模型误差的敏感性，发现周期厚度需控制在百分之几的范围内——这对当前分子束外延技术具有挑战但可实现。这些生长精度限制可为实验人员提供指导原则，同时建议沿晶圆半径方向制备器件以寻找最优周期厚度。

    关键词： 贝叶斯优化、电子-电子关联、非平衡格林函数、太赫兹量子级联激光器、分子束外延

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 扶手椅型石墨烯纳米片光电特性中电子-声子与电子-光子相互作用的理论研究——一种重整化方法

    摘要： 在本研究中，我们探讨了电子-声子与电子-光子相互作用对由石墨烯纳米片（短扶手椅型石墨烯纳米带）连接两个半无限金属电极构成的纳米体系电子及光电子特性的影响。计算基于非平衡格林函数理论框架，非相互作用哈密顿量采用最近邻紧束缚近似构建，通过引入电子-声子与电子-光子相互作用项获得完整相互作用哈密顿量。经幺正变换后，该相互作用哈密顿量被重整化为包含有效在位能和跃迁参数的非相互作用紧束缚形式，其中已蕴含相互作用效应?；谥卣蟮姆窍嗷プ饔霉芏倭?，采用Landauer-Buttiker公式计算电子电流。 在此框架下，我们针对不同宽度的石墨烯纳米片作为中心分子构成的纳米体系，分别计算了存在与不存在电子-声子相互作用时的电子电流、态密度(DOS)及光电流。结果表明：电子-声子相互作用会导致态密度峰值数量减少；光电流随纳米片宽度变化呈现与电子-光子耦合强度相关的振荡特性；最后研究了阈值电子-光子耦合强度（即光电流超过弹道输运情形的临界值）对入射光子能量的依赖关系及其随光子能量的增长趋势。

    关键词： 最近邻紧束缚近似、朗道-布蒂耶形式体系、阈值电子-光子耦合、幺正变换、电子-声子与电子-光子相互作用、石墨烯纳米片、霍尔斯坦模型、非平衡格林函数

    更新于2025-09-12 10:27:22