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介观RLC电路量子涨落的讨论

文献[1]在建立介观RLC电路模型时,加入电阻的同时引入一个噪声发生器,这些起伏耦合到电路中能起到防止系统电荷、电流算符违背测不准原理的作用。这个系统的哈密顿量用受迫谐振子与热库耦合描述。H∧T=ω0(a∧+∧a+12)+f(t)(∧a+∧a)+j∑ωj∧bj+∧bj+j∑(jζ∧bj∧a++j*ζ∧bj+∧a)(1)通过对电路中光子产生算符H eisenberg方程的求解,导出光子数产生和湮灭算符的表达式,从而给出介观RLC电路模型不违背测不准关系的量子化方法,在量子化的基础上,文献[1]计算了广义电荷、广义电流对热库的平均值及其平方平均值。〈∧q〉R=ω0C/2e-γt/2[a∧+(0)eiω0t+∧a(0)-e iω0t](2)〈∧pR〉=iω0L/2e-γt/2[a∧+(0)eiω0t-∧a(0)-e iω0t](3)〈∧q2R〉=ω0C2{e-γt[a∧+(0)eiω0t]+∧a(0)-e iω0t]2+[1+2n(ω...  (本文共3页) 阅读全文>>

贵州大学
贵州大学

介观物理量子涨落的研究

从二十世纪未开始,在短短的二十年内,凝聚态物理的一门新兴学科-介观物理迅速形成并发展成为凝聚态物理研究的一个新的热点。随着半导体行业的快速发展,电路元件的尺寸平均每两年缩小一半,这样电路元件尺寸必将进入介观领域,这时就必需考虑电路器件的量子效应。由于介观器件在微电子技术和集成电路等方面具有重要的应用,因此对介观器件的研究越来越受到各国的重视。本文分别提出两个介观电路模型,此介观电路模型与前人的研究工作相比,更接近实际电路,更具有广泛的意义,运用幺正变换和玻戈留波夫变换并结合高量中的表象转换,求出系统的哈密顿量并进行对角化,这样就能得出介观电路中电荷的电流的量子涨落,通过本模型的简化能和以前他人在这方面的数据相符合,这说明我们取得了一些有意义的成果。我认为通过对这方面的研究会对21世纪新型材料的制备以及新一代微电子器件的研制具有重要的科学指导意义,本文的主要工作包括如下内容。1.介绍介观物理发展的历史及目前国内外的研究状况,分析了...  (本文共41页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

纳米含源量子电路中电荷和电流的量子涨落特性研究

随着微电子技术、纳米技术和纳米电子学的发展,电路和电子器件日趋小型化。当电路系统的传输尺度达到电子输运的相位相干长度时,电路系统本身的量子效应就会出现,如库仑阻塞效应、电导涨落、电流的量子涨落等。其中纳米电路中电流的量子涨落已成为量子光学领域的一个热点问题。本文基于电荷是量子化的基本事实,研究了如何利用全量子理论来处理纳米含源电路中电流的量子涨落问题。即首先从纳米电路的经典运动方程出发,根据正则量子化方法,得出纳米电路系统的薛定谔方程,并将其化为标准的马丢方程,最后计算系统的能谱和电流的量子涨落。根据电路是否有耗散,可将其分为有耗散电路和非耗散电路,对于有耗散电路,本文讨论了双网孔纳米含源耗散耦合电路和双网孔纳米含源耗散无耦合电路,分别计算了各电路系统所对应的能谱和各电路系统中电流的量子涨落;对于非耗散电路,本文利用二次型理论,并结合电荷是离散化的全量子理论,总结出了求解任意网孔纳米含源非耗散耦合电路中电流的量子涨落的一般性方法...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

鲁东大学
鲁东大学

用广义线性量子变换理论研究介观有源RLC电路的量子特性

目前,集成电路电子元件已经接近原子量级、进入介观尺度,需要考虑电路与器件中的量子力学效应。自Louisell通过与经典谐振子的量子化方法对比而完成介观LC电路的量子化[1]起,人们用量子力学方法研究了不同情况下的介观电路的量子效应并取得了大量进展[2-34],但离建立介观电路的普遍理论还有一定距离。本文将利用广义线性量子变换理论对有源介观电路进行研究,该方法具有简单方便和普遍适用的特点。本文研究了有源介观RLC电路和交变电源作用下的介观电感耦合电路两个具体的介观电路系统;对前者,类比彭桓武的方法[35]通过正则化变换将系统量子化,求解得到电流与元件两端电压的期望值与量子涨落,讨论了电阻作用导致量子噪声趋近于零的特性;对后者,利用广义线性量子变换理论将系统去耦合,进而计算了电荷与电流的期望值和量子涨落。广义线性量子变换理论可应用于耗散电路和耦合电路且对电源与初始态无要求,有希望扩展到一般有源介观RLC电路而成为普遍适用的理论,值得...  (本文共38页) 本文目录 | 阅读全文>>

江西师范大学
江西师范大学

介观电路量子特性研究

本文首先鉴于电荷的量子化特征,初步解释和探讨了介观电路中的单电子隧道贯穿过程和库仑阻塞效应,并着重研究了发生在介观互感耦合电路中的单电子隧道效应和库仑阻塞现象。接着在介观电路已有的量子化理论的基础上,进一步研究了介观电容器件存在的量子特性——电容的弱耦合效应,即考虑到由于介观电容两极板间距很小(约为几个纳米),故通过电容两极板的电子波函数在两极板间有可能存在相位相干,导致在电容两极板间的电子波函数发生弱耦合现象。基于此,提出了以电子波函数在电容两极板间的相位差为变量的电容耦合能。此时,体系的能量不仅包括电路的电磁能,还包括了电容的耦合能。研究结果表明:由于电容的耦合效应的影响,在绝对零温度下介观电路体系将由初始的量子态演化到压缩态。并研究了电容耦合能取不同近似条件时的体系的时间演化量子态及电荷和磁通在时间演化态下的量子涨落。同时也研究了介观电路中隧穿电流的量子特性。接着又考虑到任何介观电路总是工作在一定耗散和温度环境下,本文分别...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

华北电力大学
华北电力大学

介观压电石英晶体等效电路的量子化

随着介观物理和纳米电路飞速发展,电路集成度越来越高,电路和器件本身的量子相干效应显现出来,必须考虑,原来在研究经典电路时所采用的一系列基本原理和方法就不再成立。因此需建立关于介观电路的量子理论,如果考虑电荷分立取值的事实,薛定谔方程是有限差分形式,方程的数学求解问题是该理论应用过程中的主要困难,一般局限于讨论参数激励幅值较小情况,用WKB的方法进行求解。基于级数展开的微扰法,是求解方程的另一种方法。我们利用这种方法进行了介观RLC电路的量子化求解。含二极管介观电路的薛定谔方程是四阶的,对微扰理论进行推广,可以实现这个方程的求解,得到体系的能级和波函数。本文在考虑了电荷分立取值的前提下,选用合适的广义动量和广义坐标,利用介观电路的全量子理论,实现了介观压电石英晶体等效电路量子化。在动量表象中,利用幺正变换,有限差分形式的薛定谔方程变为标准的马丢方程的形式。如果WKB和微扰法不适用时,我们提出了一种改进参数的微扰法,用这种方法求解了...  (本文共49页) 本文目录 | 阅读全文>>