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太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

王长 曹俊诚

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

王长, 曹俊诚
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  • 微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2014CB339803)、国家高科技研究发展计划(批准号: 2011AA010205)、国家自然科学基金(批准号: 61204135, 61131006, 61321492)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2011YQ150021)、02国家科技重大专项(批准号: 2011ZX02707)、中科院创新团队国际合作伙伴计划和上海市科学技术委员会(批准号: 14530711300)资助的课题.
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    Lei X L, Horing N J M, Cui H L 1991 Phys. Rev. Lett. 66 3277

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    Waschke C, Roskos H G, Schwedler R, Leo K, Kurz H, K. Köhler 1993 Phys. Rev. Lett. 70 3319

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    Winnerl S, Schomburg E, Brandl S, Kus O, Renk K F, Wanke M C, Allen S J, Ignatov A A, Ustinov V, Zhukov A, Kop’ev P S 2000 Appl. Phys. Lett. 77 1259

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    Sun B, Wang J, Ge W, Wang Y, Jiang D, Zhu H, Wang H, Deng Y, Feng S 1999 Phys. Rev. B 60 8866

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    Zhang Y, Kastrup J, Klann R, Ploog K H, Grahn H T 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3001

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    Fromhold T M, Patane à, Bujkiewicz S, Wilkinson P B, Fowler D, Sherwood D, Stapleton S P, Krokhin A A, Eaves L, Henini M, Sankeshwar N S, Sheard F W 2004 Nature 428 726

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    Wang C, Wang F, Cao J C 2014 Chaos 24 033109

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-18
  • 修回日期:  2014-12-10
  • 刊出日期:  2015-05-05

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

  • 1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 中国科学院太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2014CB339803)、国家高科技研究发展计划(批准号: 2011AA010205)、国家自然科学基金(批准号: 61204135, 61131006, 61321492)、国家重大科学仪器设备开发专项(批准号: 2011YQ150021)、02国家科技重大专项(批准号: 2011ZX02707)、中科院创新团队国际合作伙伴计划和上海市科学技术委员会(批准号: 14530711300)资助的课题.

摘要: 微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.

English Abstract

参考文献 (21)

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