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介观RLC电路的量子化及量子涨落

随着纳米技术和纳米电子学的发展 ,出现了大量有关纳米尺寸电路及单电子器件 .实验结果表明 ,在介观尺度下 ,必须考虑电路和器件的量子效应 .在教学中 ,要想让学生理解量子噪音对系统稳定性及信号精度的影响 ,信号的量子涨落以及电路和器件的量子效应等问题 ,首先要让学生掌握介观电路的量子化问题 .对于LC电路Louiseu[1] 给出了一种量子化方法 ,近来崔元顺[2 ] 给出了该电路在真空态和压缩态下电压、电流的量子涨落 .对于介观RLC电路 ,Dekker[3] 给出了一种量子化方案 .最近顾勇建[4 ] 也给出了一种介观RLC电路的量子化方案 ,其结果导致在t L/R时电荷 ,电流违背测不准原理 .本文将给出一种不违背测不准关系的量子化方法 ,并计算了电荷、电流的量子涨落 .1 经典有源RLC电路量子化方法在经典有源RLC电路中 ,电荷的运动方程为d2 q(t)dt2 +ω20 q(t) +(R/L) dq(t)dt =ε(t...  (本文共5页) 阅读全文>>

《广西大学学报(自然科学版)》2011年05期
广西大学学报(自然科学版)

量子化介观RLC并联电路在压缩真空态下的量子涨落

微电子学、纳米电子学和纳米技术的发展,使电路及电子器件日益小型化而达到原子尺度的量级,当电子的输运尺度达到电子两次非弹性碰撞之间的尺度时,必须考虑电路和器件的量子效应。电路的量子化首先始于W.H.Louisell对LC电路量子噪声的讨论[1],近年来,介观物理学的兴起使得在介观尺度范围对元件和电路的量子效应进行研究成为当今学术界的前沿课题,大量文献分别对LC电路[2-3]、RLC电路[4-12]及各种耦合电路[13-14]的量子效应进行了研究。由于并联RLC电路是集成电路中典型而基本的电路,其量子效应自然成为人们重点关注的研究对象,各种情形的并联RLC电路的量子化以及在不同的量子态下的量子效应得到广泛的研究[7-12]。然而,在实际电路特别是在高频信号下,电感支路和电容支路中的电阻效应不能忽略,耗散电阻对电路的量子效应将产生影响。基于这个因素,杨庆怡等[15]提出了一种更具有普遍性的并联RLC电路模型,对所提出的电路模型进行量子...  (本文共4页) 阅读全文>>

《量子电子学报》2009年04期
量子电子学报

普遍意义下介观RLC并联电路的量子化及在真空态下的量子涨落

1引言随着微电子学的发展,在超大规模集成电路中由于元件尺寸趋于介观尺度而需要考虑元件和电路的量子效应。对电路的量子化效应进行研究首先始于Lolnsell[‘】,近年来,由于介观物理学的兴起,使得在介观尺度范围对元件和电路的量子效应进行研究成为当今学术界的前沿课题,大量文献对各种电路【”一‘2]的量子化及电流和电压等正则变量在各种量子态下的量子涨落进行了广泛地研究。并联RLC电路是集成电路中典型而基本的电路,其量子效应自然成为人们研究的对象[4一例。然而,在实际电路中,特别是在高频信号下电感支路和电容支路中的电阻效应不能忽略,耗散电阻对电路的量子效应将产生影响。基于这个原因,我们对这种最具有普遍意义的并联RLC电路的量子化及电流和电压在真空态下的量子涨落进行讨论,并分析耗散电阻对电感支路和电容支路的量子涨落产生的影响。2普遍意义的介观RLC并联电路的量子化具有普遍意义的RLC并联电路如图1所示。其中,Rc和RL分别为电容支路和电感...  (本文共5页) 阅读全文>>

《江西师范大学学报(自然科学版)》2004年02期
江西师范大学学报(自然科学版)

介观并联RLC电路的量子化及其量子涨落

随着纳米技术和纳米电子学的发展,电路和器件日益小型化,从而必须考虑电路及器件的量子力学效应[1~3],早在20世纪70年代,Louisell[4]就讨论了LC电路量子噪声.近年来,由于介观物理的兴起,又使电路及器件的量子力学效应的研究再次成为热点.人们已分别对LC电路、串联RLC电路、电容耦合电路及电感耦合电路中电荷及电流在各种量子态下的量子涨落进行了广泛的研究[5-9],同上述电路一样,并联RLC电路也是构成大规模集成电路的一个基本电路.文献[14]在对RLC电路进行研究时把电阻R作为一个整体量引入电路,并对该电路量子效应进行了讨论.本文则从电阻产生的物理机制即电子与晶格振动或声子的相互作用出发,把每一模式的声子对应晶格的一种简谐振动,众多振动就形成了谐振子热库,对并联RLC电路进行了量子化,并计算了相应物理量的量子涨落.图1 并联RLC电路1 介观RLC电路的量子化对于图1所示的并联RLC电路,根据Kirchhoff定律[1...  (本文共4页) 阅读全文>>

《南昌大学学报(理科版)》2004年04期
南昌大学学报(理科版)

耗散介观并联RLC电路的量子化及其量子涨落

随着纳米技术和纳米电子学的发展,电路和器件日益小型化,从而必须考虑电路及器件的量子力学效应。早在20世纪70年代,Louisell[1]就讨论了LC电路量子噪声。近年来,由于介观物理的兴起,又使电路及器件的量子力学效应的研究再次成为热点。人们已分别对LC电路、串联RLC电路、电容耦合电路及电感耦合电路中电荷及电流在各种量子态下的量子涨落进行了广泛的研究[2-10]。同上述电路一样,并联RLC电路也是构成大规模集成电路的一个基本电路。文献[11]在对RLC电路进行研究时把电阻R作为一个整体量引入电路,并对该电路量子效应进行了讨论。本文则从电阻产生的物理机制即电子与晶格振动或声子的相互作用出发,把每一模式的声子对应晶格的一种简谐振动,众多振动就形成了谐振子热库,对并联RLC电路进行了量子化,并计算了在不同温度下相应物理量子涨落。1 介观RLC电路的量子化对于附图所示的并联RLC电路,根据Kirch hoff定律[12],其经典运动方...  (本文共4页) 阅读全文>>

《量子电子学报》2002年01期
量子电子学报

关于介观有源RLC电路的量子化及其量子涨落

1 引 言 随着纳米技术的发展,电路集成度的提高及器件的日益小型化,其中的量子效应变得越来越显著,不得不加以考虑.Louised’1首先研究了计’电路中的量子涨落.从 RLC电路中电荷的运动方程出发:采用阻尼振子的量子化方法,介观尸LC电路中的量子涨落也得到了广泛的研究卜’1.在方程(1)式中,。0=l/J工是非阻尼上厂电路的谐振频率,R。L(分别是电路的电阻,电感和电容,q是电路中的电荷,叫)是电源的电动势.在有关研究中对电阻一般采取的是唯象的处理方式.从物理机制上看电阻应该是电子或电路中的电荷与金属中的晶格碰撞的结果.因而本文从这一思想出发对RLC电路重新量子化,并给出其中的量子涨落.2 RLC电路的新量子化方法 物理上,我们可以把一个电子电路中的能量分为三部分:电容和电感中储存的电磁能,金属晶格的振动能以及电子或电荷与晶格的相互作用能.晶格的振动可以用其准粒子即声子来描述.量子化后晶格离开平衡位置的位移可用声子的产生和湮没...  (本文共4页) 阅读全文>>