编辑: 此身滑稽 2019-07-01
! "# 卷($%%& 年) '' 期评! 述 半导体纳米结构物理性质的理论研究 ― ― ―$%%# 年国家自然科学二等奖获奖项目介绍! 夏建白( ! ! 李树深! ! 常! 凯! ! 朱邦芬 (超晶格国家重点实验室! 中国科学院半导体研究所! 北京! 摘! 要! ! 半导体纳米结构是纳米材料的一个重要组成部分, 纳米结构的电子和光子器件将成为下一代微电子和 光电子器件的核心* 半导体纳米结构有多种多样, 如自组织量子点、 纳米晶体、 硅团簇、 量子结构等, 它们可以制成 各种纳米电子学器件* 根据以上几类半导体纳米结构, 文章介绍的获奖项目提出了研究半导体纳米结构电子结构 的四个理论, 并利用这些理论研究了它们的电子态和物理性质, 发现了许多新的效应* 这些理论包括: 一维量子波 导理论、 孤立量子线、 量子点的有效质量理论、 异质结构的空穴有效质量理论、 经验赝势同质结模型* 专著 《半导体 超晶格物理》 全面系统地介绍了超晶格物理的概念、 原理、 理论和实验结果, 主要总结了获奖项目参加者所在的研 究组在超晶格物理研究方面所取得的成果* 关键词! ! 自组织量子点, 量子波导, 有效质量理论, 经验赝势, 超晶格 0".

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01 /BIDGF01F FJI8 DK 101D2B0F8G/0L F60F M/LL N8CDB8 F68 CDG8 DK F68 18OF @818G0F/D1 DK B/CGD28L8CFGD1/C 01E DIFD28L8CFGD1/C E8P/C8H* Q68G8 0G8 P0G/D7H R/1EH DK H7C6 101D2HFG7C2 F7G8H,KDG 8O0BIL8,H8LK20HH8BNL8E S701F7B EDFH,101D CGJHF0LL/F8H 01E H/L/CD1 CL7HF8GH,M6/C6 C01 N8 7H8E FD K0NG/C0F8 101D28L8CFGD1/C E8P/C8H* 30H8E D1 F68H8 101D2HFG7CF7G8H, D7G ;

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6 H8LK20HH8BNL8E S701F7B EDFH,S701F7B M0P8@7/E8,8KK8CF/P82B0HH F68DGJ,8BI/G/C0L IH87EDID2 F81F/0L,H7I8GL0FF/C8 !! 国家重点基础研究发展计划 (批准号: 时, 量子效应就 要显示出来# 利用量子效应构成的全新的量子结构 系统称为量子器件, 包括量子点、 量子线、 单电子晶 体管、 单原子开关等# 所用的技术除了在线实时控制 的分子束外延外, 还包括纳米的刻蚀技术、 掺杂元素 的定位技术以及寻找更高结构分辨率的成像和分析 技术, 同时还需要扫描隧道显微镜作为观察和加工 的工具# 单电子晶体管的物理基础是库仑阻塞效应# 当 一个量子点的尺寸足够小, 以至于它与周围的电容 达到了 -A ( B !" C !D A) 范围, 单电荷效应就显现出 来# 通过量子点的电流受到量子点中电子电荷的库 仑排斥力而被阻止# 在这基础可以建立以量子点中 电荷为基础的单电子晶体管, 用作超大容量的存储 器, 使得功耗大大降低, 有可能成为 :! 世纪超大容 量存储器的最好选择# 除了库仑阻塞效应, 还发现了 许多与单电荷效应有关的新现象, 如: 库仑台阶、 旋 转门效应、 量子干涉效应等, 这些效应有可能成为研 制新一代量子器件的基础# 根据以上几类半导体纳米结构, 本项目提出了 研究半导体纳米结构电子结构的四个理论, 并利用 这些理论研究了各种半导体纳米结构的电子态和物 理性质, 发现了许多新的效应# (!) 一维量子波导理论 在国际上首次提出了介观系统的一维量子波导 理论 [!] , 可以解决任意形状一维波导网络的电导问 题# 主要包括两个方程, 在网络节点上满足: 波函数 值相等, 即波函数的单值性;

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