搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

低温下多通道量子结构中的弹性声子输运和热导

叶伏秋 李科敏 彭小芳

低温下多通道量子结构中的弹性声子输运和热导

叶伏秋, 李科敏, 彭小芳
PDF
导出引用
导出核心图
  • 利用弹性近似模型和散射矩阵方法,研究了低温下多通道量子结构中的弹性声学声子输运的性质. 计算结果表明,对于低频声学声子,只要通道的横向宽度相同,各通道中最低阶模的透射概率几乎不受其他结构参数的影响,且其数值都接近于0.25;而高频声学声子在各通道中的透射概率与结构参数密切相关,不同通道中的透射概率不同;当温度非常低时,各通道的热导都接近于量子化热导π2k2BT/(3h)的四分之一;随着温度的升高,各通道的热导增减
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10674044)和湖南省自然科学基金(批准号:11J50430162)资助的课题.
    [1]

    Wees B J, Houten H, Beenakker C W J, Williamson J G, Kouwenhoven L P, Marel D, Foxon C T 1988 Phys. Rev. Lett. 60 848

    [2]

    Wang X H, Gu B Y, Yang G Z 1998 Phys. Rev. B 58 4629

    [3]

    Chen K Q, Gu B Y, Lin Y K, Chuu D S 1999 Int. J. Mod. Phys. B 13 903

    [4]

    Chen K Q, Wang X H, Gu B Y 2000 Phys. Rev. B 61 12075

    [5]

    Xu H Q 2002 Phys. Rev. B 66 165305

    [6]

    Xia J B, Li S S 2003 Phys. Rev. B 68 75310

    [7]

    Zhu J L, Dai Z S, Hu X 2003 Phys. Rev. B 68 45324

    [8]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z G, Wang L L, Hu W Y 2004 Acta Phys . Sin. 53 2330 (in Chinese) [黄维清、 陈克求、 帅志刚、 王玲玲、 胡望宇 2004 物理学报 53 2330 ]

    [9]

    Chen J W, Yang L F 2005 Acta Phys . Sin. 54 2183 (in Chinese) [陈将伟, 杨林峰 2005 物理学报 54 2183 ]

    [10]

    Wang X J, Wang L L, Huang W Q, Tang L M, Chen K Q 2006 Acta Phys . Sin. 55 3649 (in Chinese) [王新军、 王玲玲、 黄维清、 唐黎明、 陈克求2006 物理学报 55 3649 ]

    [11]

    Zheng Y Z, Qi C H, Ding X D, Lee W Z 2006 Acta Phys . Sin. 55 294 (in Chinese) [郑永真、 齐昌炜、 丁玄同、 郦文忠 2006 物理学报 55 294 ]

    [12]

    Xia C J, Fang C F, Hu G C, Li D M, Liu D S, Xie S J 2007 Acta Phys . Sin. 56 4884 (in Chinese) [夏蔡娟、 房常峰、 胡贵超、 李冬梅、 刘德胜、 解士杰 2007 物理学报 56 4884 ]

    [13]

    Tang L M, Wnag L L, Wang N, Yan M 2008 Acta Phys . Sin. 57 3203 (in Chinese) [唐黎明、 王玲玲、 王 宁、 严 敏 2008 物理学报 57 3203 ]

    [14]

    Niu X M, Qi Y H 2008 Acta Phys . Sin. 57 6926 (in Chinese) [牛秀明、 齐元华 2008 物理学报 57 6926 ]

    [15]

    Jin L, Zhu L, Li L, Xie Z W 2009 Acta Phys . Sin. 58 8577 (in Chinese) [金 莲、 朱 林、 李 玲、 谢征微 2009 物理学报 58 8577 ]

    [16]

    Wang L G, Zhang H Y, Wang C, Terence K S W 2010 Acta Phys . Sin. 59 536 (in Chinese) [王利光、 张鸿宇、 王 畅、 Terence K S W 2010 物理学报 59 536 ]

    [17]

    An Y P, Yang C L, Wang M S, Ma X G, Wang D H 2010 Acta Phys. Sin. 59 2010 (in Chinese) [安义鹏、 杨传路、 王美山、 马晓光、 王德华2010 物理学报 59 2010 ]

    [18]

    Rego L G C, Kirczenow G 1998 Phys. Rev. Lett. 81 232

    [19]

    Rego L G C, Kirczenow G 1999 Phys. Rev. B 59 13080

    [20]

    Schwab K, Henriksen E A, Norlock J M, Roukes M L 2000 Nature (London) 404 974

    [21]

    Chiatti O, Nicholls J T, Proskuryakov Y Y, Lumpkin N, Farrer I, Ritchie D A 2006 Phys. Rev. Lett. 97 056601

    [22]

    Meschke M, Guichard W, Pekola J P 2006 Nature(London) 444 187

    [23]

    Volz S G, Chen Gang 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2056

    [24]

    Wu G, Dong J 2005 Phys. Rev. B 71 115410

    [25]

    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys . Sin. 55 3552 (in Chinese) [保文星、 朱长纯 2006 物理学报 55 3552 ]

    [26]

    Li S B, Wu Z M, Yuan K, Liao N M, Li W, Jiang Y D 2008 Acta Phys . Sin. 57 3126 (in Chinese) [李世彬、 吴志明、 袁 凯、 廖乃镘、 李 伟、 蒋亚东 2008 物理学报 57 3126 ]

    [27]

    Xu Y, Chen X, Gu B L, Duan W 2009 Appl. Phys. Lett. 95 233116

    [28]

    Wang J S, Li B 2004 Phys. Rev. Lett. 92 74302

    [29]

    Cross M C, Lifshitz R 2001 Phys. Rev. B 64 85324

    [30]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z, Wang L, Hu W 2005 Phys. Lett. A 336 245

    [31]

    Peng X F, Chen K Q, Zou B S, Zhang Y 2007 Appl. Phys. Lett. 90 193502

    [32]

    Tang L M, Wang Y, Wang D, Wang L L 2007 Acta Phys . Sin. 56 437 (in Chinese) [唐黎明、 王 艳、 王 丹、 王玲玲 2007 物理学报 56 437 ]

    [33]

    Xie F, Chen K Q, Wang Y G, Zhang Y 2008 J. Appl. Phys. 103 084501;104, 054312

    [34]

    Yao L J, Wang L L 2008 Acta Phys . Sin. 57 3100 (in Chinese) [姚凌江、 王玲玲 2008 物理学报 57 3100 ]

    [35]

    Li K M, Wang L L, Huang W Q, Zou B S, Wan Q 2009 J. Appl. Phys. 105 104515

    [36]

    PengX F, Chen K Q 2010 Physica E doi:10.1016/j.physe.2010.02.022

    [37]

    Santamore D H, Cross M C 2001 Phys. Rev. Lett. 87 115502

    [38]

    Santamore D H, Cross M C 2001 Phys. Rev. B 63 184306

    [39]

    Chen K Q, Li W X, Duan W H, Shuai Z, Gu B L 2005 Phys. Rev. B 72 045422

    [40]

    Li W X, Chen K Q, Duan W H, Wu J, Gu B L 2004 J. Phys.: Condens. Matter 16 5049

    [41]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z, Wang L L, Hu W Y, Zou B S 2005 J. Appl. Phys. 98 093524

    [42]

    Tang L M, Wang L L, Chen K Q, Huang W Q, Zou B S 2006 Appl. Phys. Lett. 88 163505

    [43]

    Yang P, Sun Q F, Guo H, Hu B B 2007 Phys. Rev. B 75 235319

    [44]

    Li K M, Wang L L, Huang W Q, Zou B S, Wan Q 2009 Phys. Lett. A 372 5816

    [45]

    Zhou L P, Wang M P, Zhu J J, Peng X F, Chen K Q 2009 J. Appl. Phys. 105 114318

    [46]

    Sun Q, Yang P, Guo H 2002 Phys. Rev. Lett. 89 175901

    [47]

    Xie F, Chen K Q, Wang Y G, Zhang Z H 2008 J. Appl. Phys. 104 054312

    [48]

    Wang J S, Wang J, Lu J T, 2008 Eur. Phys. J. B 62 381

    [49]

    Cross M C, Lifshitz R 2001 Phys. Rev. B 64 85324

    [50]

    Graff K F 1975 Wave Motion in Elastic Solids (Clarendon, Oxford)

    [51]

    Li W X, Chen K Q, Duan W H, Wu J, Gu B L 2003 J. Phys. D: Appl. Phys. 36 3027

    [52]

    Leng M, Lent C S 1993 Phys. Rev. Lett. 71 137 Leng M, Lent C S 1994 Phys. Rev. B 50 10823

    [53]

    Xu H Q 1995 Phys. Rev. B 52 5803 Xu H Q 2002 Appl. Phys. Lett. 80 853

    [54]

    Sheng W D 1997 J. Phys.: Condens Matter 9 8369

    [55]

    Madelung O 1982 Semiconductors: Group Ⅳ Elements and Ⅲ—Ⅴ Compounds (Springer, Berlin)

  • [1]

    Wees B J, Houten H, Beenakker C W J, Williamson J G, Kouwenhoven L P, Marel D, Foxon C T 1988 Phys. Rev. Lett. 60 848

    [2]

    Wang X H, Gu B Y, Yang G Z 1998 Phys. Rev. B 58 4629

    [3]

    Chen K Q, Gu B Y, Lin Y K, Chuu D S 1999 Int. J. Mod. Phys. B 13 903

    [4]

    Chen K Q, Wang X H, Gu B Y 2000 Phys. Rev. B 61 12075

    [5]

    Xu H Q 2002 Phys. Rev. B 66 165305

    [6]

    Xia J B, Li S S 2003 Phys. Rev. B 68 75310

    [7]

    Zhu J L, Dai Z S, Hu X 2003 Phys. Rev. B 68 45324

    [8]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z G, Wang L L, Hu W Y 2004 Acta Phys . Sin. 53 2330 (in Chinese) [黄维清、 陈克求、 帅志刚、 王玲玲、 胡望宇 2004 物理学报 53 2330 ]

    [9]

    Chen J W, Yang L F 2005 Acta Phys . Sin. 54 2183 (in Chinese) [陈将伟, 杨林峰 2005 物理学报 54 2183 ]

    [10]

    Wang X J, Wang L L, Huang W Q, Tang L M, Chen K Q 2006 Acta Phys . Sin. 55 3649 (in Chinese) [王新军、 王玲玲、 黄维清、 唐黎明、 陈克求2006 物理学报 55 3649 ]

    [11]

    Zheng Y Z, Qi C H, Ding X D, Lee W Z 2006 Acta Phys . Sin. 55 294 (in Chinese) [郑永真、 齐昌炜、 丁玄同、 郦文忠 2006 物理学报 55 294 ]

    [12]

    Xia C J, Fang C F, Hu G C, Li D M, Liu D S, Xie S J 2007 Acta Phys . Sin. 56 4884 (in Chinese) [夏蔡娟、 房常峰、 胡贵超、 李冬梅、 刘德胜、 解士杰 2007 物理学报 56 4884 ]

    [13]

    Tang L M, Wnag L L, Wang N, Yan M 2008 Acta Phys . Sin. 57 3203 (in Chinese) [唐黎明、 王玲玲、 王 宁、 严 敏 2008 物理学报 57 3203 ]

    [14]

    Niu X M, Qi Y H 2008 Acta Phys . Sin. 57 6926 (in Chinese) [牛秀明、 齐元华 2008 物理学报 57 6926 ]

    [15]

    Jin L, Zhu L, Li L, Xie Z W 2009 Acta Phys . Sin. 58 8577 (in Chinese) [金 莲、 朱 林、 李 玲、 谢征微 2009 物理学报 58 8577 ]

    [16]

    Wang L G, Zhang H Y, Wang C, Terence K S W 2010 Acta Phys . Sin. 59 536 (in Chinese) [王利光、 张鸿宇、 王 畅、 Terence K S W 2010 物理学报 59 536 ]

    [17]

    An Y P, Yang C L, Wang M S, Ma X G, Wang D H 2010 Acta Phys. Sin. 59 2010 (in Chinese) [安义鹏、 杨传路、 王美山、 马晓光、 王德华2010 物理学报 59 2010 ]

    [18]

    Rego L G C, Kirczenow G 1998 Phys. Rev. Lett. 81 232

    [19]

    Rego L G C, Kirczenow G 1999 Phys. Rev. B 59 13080

    [20]

    Schwab K, Henriksen E A, Norlock J M, Roukes M L 2000 Nature (London) 404 974

    [21]

    Chiatti O, Nicholls J T, Proskuryakov Y Y, Lumpkin N, Farrer I, Ritchie D A 2006 Phys. Rev. Lett. 97 056601

    [22]

    Meschke M, Guichard W, Pekola J P 2006 Nature(London) 444 187

    [23]

    Volz S G, Chen Gang 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2056

    [24]

    Wu G, Dong J 2005 Phys. Rev. B 71 115410

    [25]

    Bao W X, Zhu C C 2006 Acta Phys . Sin. 55 3552 (in Chinese) [保文星、 朱长纯 2006 物理学报 55 3552 ]

    [26]

    Li S B, Wu Z M, Yuan K, Liao N M, Li W, Jiang Y D 2008 Acta Phys . Sin. 57 3126 (in Chinese) [李世彬、 吴志明、 袁 凯、 廖乃镘、 李 伟、 蒋亚东 2008 物理学报 57 3126 ]

    [27]

    Xu Y, Chen X, Gu B L, Duan W 2009 Appl. Phys. Lett. 95 233116

    [28]

    Wang J S, Li B 2004 Phys. Rev. Lett. 92 74302

    [29]

    Cross M C, Lifshitz R 2001 Phys. Rev. B 64 85324

    [30]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z, Wang L, Hu W 2005 Phys. Lett. A 336 245

    [31]

    Peng X F, Chen K Q, Zou B S, Zhang Y 2007 Appl. Phys. Lett. 90 193502

    [32]

    Tang L M, Wang Y, Wang D, Wang L L 2007 Acta Phys . Sin. 56 437 (in Chinese) [唐黎明、 王 艳、 王 丹、 王玲玲 2007 物理学报 56 437 ]

    [33]

    Xie F, Chen K Q, Wang Y G, Zhang Y 2008 J. Appl. Phys. 103 084501;104, 054312

    [34]

    Yao L J, Wang L L 2008 Acta Phys . Sin. 57 3100 (in Chinese) [姚凌江、 王玲玲 2008 物理学报 57 3100 ]

    [35]

    Li K M, Wang L L, Huang W Q, Zou B S, Wan Q 2009 J. Appl. Phys. 105 104515

    [36]

    PengX F, Chen K Q 2010 Physica E doi:10.1016/j.physe.2010.02.022

    [37]

    Santamore D H, Cross M C 2001 Phys. Rev. Lett. 87 115502

    [38]

    Santamore D H, Cross M C 2001 Phys. Rev. B 63 184306

    [39]

    Chen K Q, Li W X, Duan W H, Shuai Z, Gu B L 2005 Phys. Rev. B 72 045422

    [40]

    Li W X, Chen K Q, Duan W H, Wu J, Gu B L 2004 J. Phys.: Condens. Matter 16 5049

    [41]

    Huang W Q, Chen K Q, Shuai Z, Wang L L, Hu W Y, Zou B S 2005 J. Appl. Phys. 98 093524

    [42]

    Tang L M, Wang L L, Chen K Q, Huang W Q, Zou B S 2006 Appl. Phys. Lett. 88 163505

    [43]

    Yang P, Sun Q F, Guo H, Hu B B 2007 Phys. Rev. B 75 235319

    [44]

    Li K M, Wang L L, Huang W Q, Zou B S, Wan Q 2009 Phys. Lett. A 372 5816

    [45]

    Zhou L P, Wang M P, Zhu J J, Peng X F, Chen K Q 2009 J. Appl. Phys. 105 114318

    [46]

    Sun Q, Yang P, Guo H 2002 Phys. Rev. Lett. 89 175901

    [47]

    Xie F, Chen K Q, Wang Y G, Zhang Z H 2008 J. Appl. Phys. 104 054312

    [48]

    Wang J S, Wang J, Lu J T, 2008 Eur. Phys. J. B 62 381

    [49]

    Cross M C, Lifshitz R 2001 Phys. Rev. B 64 85324

    [50]

    Graff K F 1975 Wave Motion in Elastic Solids (Clarendon, Oxford)

    [51]

    Li W X, Chen K Q, Duan W H, Wu J, Gu B L 2003 J. Phys. D: Appl. Phys. 36 3027

    [52]

    Leng M, Lent C S 1993 Phys. Rev. Lett. 71 137 Leng M, Lent C S 1994 Phys. Rev. B 50 10823

    [53]

    Xu H Q 1995 Phys. Rev. B 52 5803 Xu H Q 2002 Appl. Phys. Lett. 80 853

    [54]

    Sheng W D 1997 J. Phys.: Condens Matter 9 8369

    [55]

    Madelung O 1982 Semiconductors: Group Ⅳ Elements and Ⅲ—Ⅴ Compounds (Springer, Berlin)

  • [1] 彭小芳, 王新军, 龚志强, 陈丽群. 量子点调制的一维量子波导中声学声子输运和热导. 物理学报, 2011, 60(12): 126802. doi: 10.7498/aps.60.126802
    [2] 彭小芳, 陈丽群, 罗勇锋, 刘凌虹, 王凯军. 含双T形量子结构的量子波导中声学声子输运和热导. 物理学报, 2013, 62(5): 056805. doi: 10.7498/aps.62.056805
    [3] 聂六英, 李春先, 周晓萍, 程芳, 王成志. 结构缺陷对量子波导腔中热导的调控. 物理学报, 2011, 60(11): 116301. doi: 10.7498/aps.60.116301
    [4] 姚凌江, 王玲玲. 含半圆弧形腔的量子波导中声学声子输运和热导特性. 物理学报, 2008, 57(5): 3100-3106. doi: 10.7498/aps.57.3100
    [5] 卿前军, 周欣, 谢芳, 陈丽群, 王新军, 谭仕华, 彭小芳. 多通道石墨纳米带中弹性声学声子输运和热导特性. 物理学报, 2016, 65(8): 086301. doi: 10.7498/aps.65.086301
    [6] 周欣, 高仁斌, 谭仕华, 彭小芳, 蒋湘涛, 包本刚. 多空穴错位分布对石墨纳米带中热输运的影响. 物理学报, 2017, 66(12): 126302. doi: 10.7498/aps.66.126302
    [7] 鲍志刚, 陈元平, 欧阳滔, 杨凯科, 钟建新. L型石墨纳米结的热输运. 物理学报, 2011, 60(2): 028103. doi: 10.7498/aps.60.028103
    [8] 姚海峰, 谢月娥, 欧阳滔, 陈元平. 嵌入线型缺陷的石墨纳米带的热输运性质. 物理学报, 2013, 62(6): 068102. doi: 10.7498/aps.62.068102
    [9] 赵 俊, 申彩霞, 周 放, 熊季午. 磁场对La2-xSrxCuO4单晶热导的影响研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3845-3850. doi: 10.7498/aps.54.3845
    [10] 熊志铭, 张青川, 伍小平, 郭哲颖, 董凤良, 缪正宇, 陈大鹏, 李超波. 光学读出微梁阵列红外成像及性能分析. 物理学报, 2007, 56(5): 2529-2536. doi: 10.7498/aps.56.2529
    [11] 蔡炜颖, 李志锋, 陆 卫, 李守荣, 梁平治. Si微电阻桥温度分布与热传导特性的显微Raman光谱研究. 物理学报, 2003, 52(11): 2923-2928. doi: 10.7498/aps.52.2923
    [12] 贺梦冬, 龚志强. 多层异质结构中的声学声子输运. 物理学报, 2007, 56(3): 1415-1421. doi: 10.7498/aps.56.1415
    [13] 李玉璋, 徐仲英, 葛惟锟, 许继宗, 郑宝贞, 庄蔚华. 多量子阱结构中热载流子弛豫过程中的非平衡声子效应. 物理学报, 1989, 38(9): 1540-1544. doi: 10.7498/aps.38.1540
    [14] 董华锋, 吴福根, 牟中飞, 钟会林. 二维复式声子晶体中基元配置对声学能带结构的影响. 物理学报, 2010, 59(2): 754-758. doi: 10.7498/aps.59.754
    [15] 唐黎明, 王 艳, 王 丹, 王玲玲. 边界条件对介电量子波导中声子输运性质的影响. 物理学报, 2007, 56(1): 437-442. doi: 10.7498/aps.56.437
    [16] 丁秦生, 雷啸霖. 非线性电子输运中声学和光学声子的联合散射效应. 物理学报, 1985, 34(8): 983-991. doi: 10.7498/aps.34.983
    [17] 舒安庆, 吴锋. 量子热声微循环的优化性能. 物理学报, 2016, 65(16): 164303. doi: 10.7498/aps.65.164303
    [18] 黎威志, 王军. 直流法测试薄膜热导的数值模拟研究. 物理学报, 2012, 61(11): 114401. doi: 10.7498/aps.61.114401
    [19] 李屹同, 沈谅平, 王浩, 汪汉斌. 水基ZnO纳米流体电导和热导性能研究 . 物理学报, 2013, 62(12): 124401. doi: 10.7498/aps.62.124401
    [20] 姜福仕, 赵翠兰. 量子环中量子比特的声子效应. 物理学报, 2009, 58(10): 6786-6790. doi: 10.7498/aps.58.6786
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3474
  • PDF下载量:  644
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-26
  • 修回日期:  2010-06-09
  • 刊出日期:  2011-03-15

低温下多通道量子结构中的弹性声子输运和热导

  • 1. 湖南大学物理与微电子科学学院,长沙 410082
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10674044)和湖南省自然科学基金(批准号:11J50430162)资助的课题.

摘要: 利用弹性近似模型和散射矩阵方法,研究了低温下多通道量子结构中的弹性声学声子输运的性质. 计算结果表明,对于低频声学声子,只要通道的横向宽度相同,各通道中最低阶模的透射概率几乎不受其他结构参数的影响,且其数值都接近于0.25;而高频声学声子在各通道中的透射概率与结构参数密切相关,不同通道中的透射概率不同;当温度非常低时,各通道的热导都接近于量子化热导π2k2BT/(3h)的四分之一;随着温度的升高,各通道的热导增减

English Abstract

参考文献 (55)

目录

    /

    返回文章
    返回