超晶格中一些输运及动力学问题的理论研究

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本论文对超晶格的一些输运及动力学问题进行了理论研究。我们着重讨论在交直流外场驱动下的电流响应,动力学局域化,Rabi振荡,电场筹,以及噪声的影响。 第一章。对超晶格进行简单的介绍并定性讨论其物理图景。 第二章。在单带紧束缚模型的框架下,讨论外噪声对dc-ac场驱动下的电流相应的影响。我们发现噪声会破坏电流共振峰。当外噪声足够大,所有的共振峰(包括Esaki-Tsu峰)将消失。 第三章。同样在单带紧束缚模型的框架下,讨论直交流(双模)外场E(t)=E0+E1 cosω1t+E2 cos ω2t下系统的动力学局域化。我们获得了准能谱的分析解,同时得到双模外场各种情形下动力学局域化的条件。在准能带塌缩处,动力学局域化发生。我们发现准能谱和动力学局域化敏感地依赖频率比率(ωB/ω1和ω2/ω1,这里ωB=edE0是Bloch频率)。在纯交流(ωB=0)下,动力学局域化发生在准能带塌缩点。在直交流(双模)外场下,当其中一个比率是有理数,另一个是无理数时,总是保持动力学局域化;当两个比率都是有理数或无理数时,动力学局域化发生在准能带塌缩点。 第四章。在双带紧束缚模型的框架下,讨论Bloch带之间Rabi振荡的输运性质。首先,研究了Rabi振荡机制与响应电流的对应关系,由此我们能通过研究响应电流来获取Rabi振荡的信息。其次,当带间耦合较弱时,Rabi振荡和电流共振峰出现在△=mω或△=mωB(m,n是整数)。当带问耦合较强时,Rabi振荡和电流共振峰出现在稍微偏离△=mω或△=mωB的位置。 第五章。在顺序隧穿机制的框架下,我们运用弱耦合高场强下的唯象模型,研究了在各控制参数空间下的动态电场筹,静态电场筹的分布区域,以及预示着动力学带的交替出现的锯齿状区域;通过计算I-U曲线,模拟了动力学带。
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