量子点系统的热电效应

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zifeng20060819
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使用非平衡格林函数方法和Anderson模型,本文主要从理论上研究了量子点系统的热电效应。主要研究了两种系统,一种是有机分子制备的单量子点系统,另一种是半导体制备的双能级量子点系统。在前一个系统中我们考虑了单一模式的电声子耦合,而在第二个系统中我们没有考虑电声子耦合,但是考虑了库仑作用的影响。论文目的在于解释量子点系统的热电特性,为设计和实现具有优良性能的量子器件提供物理模型和理论依据。在本文第一章中,简单介绍了介观系统和量子点的一些基本知识,并且回顾了近几年量子点方面的研究进展,同时还对主要的理论工具――非平衡格林函数的工作原理进行了简单的介绍,并且介绍了主要的描述热电效应的物理量。在第二章中,我们研究了双能级量子点系统的热电效应,研究中我们考虑了库仑作用的影响。作为研究的重点,我们探讨了不同情况下系统的热流。我们发现,在某种情况下,系统的热流会呈现出强烈的非对称性,显示出了一种热整流效应。我们详细的分析了这种效应产生的原因,发现主要是由于左右电极与中间两个能级的耦合为非对称所致。只有在系统的上能级导通、而下能级阻塞的情况下,这种热整流效应才会出现。同时,库仑作用也对这种效应有很大影响,至少在比较大的库仑作用下,系统才会有比较明显的热整流效应。在第三章中,我们研究了单量子点系统在考虑电声子耦合情况时候的热电效应。我们研究了线性条件下系统的电导、热电势和热导,发现电声子耦合对于上述诸物理量的总体行为趋势没有影响,但是在强耦合强度下,电导和热导的峰值会显著下降。我们还研究了非平衡条件下系统的电流和微分电导。在左右电极之间施加一个偏压时,我们发现,系统的电流会呈现台阶状的增加,导致微分电导呈现周期性的峰值,且峰值从中间向两边呈减小趋势。但是在强电声子作用下,电流反而会被抑制,电导的峰值从中间向两边呈增加趋势,这些现象是由于Franck-Condon阻塞引起的。第四章给出了本论文的结论。
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