有限寬介觀環(huán)中持續(xù)電流的量子尺寸與梯度無序效應.pdf

1、在介觀體系中,由于電子波函數的相位相干性,可以觀察到許多新奇的物理現(xiàn)象。其中一個非常奇特的宏觀量子效應便是正常介觀環(huán)中磁通誘導的持續(xù)電流。這種電流是存在于非超導介觀環(huán)中的一種熱力學平衡、非耗散的宏觀可觀測電流。本論文中,將從緊束縛模型出發(fā),理論上探討了量子尺寸與梯度無序效應對有限寬介觀環(huán)中持續(xù)電流的影響。論文包括以下幾部分:
　　第一章,簡要介紹介觀物理學中的一些基本概念,闡述了介觀環(huán)中持續(xù)電流的基本理論與實驗進展,分析了量子尺寸

2、效應與無序對介觀環(huán)中持續(xù)電流的影響機制。
　　第二章,研究了量子尺寸效應對石墨環(huán)中電子結構與持續(xù)電流的影響。在鋸齒型六邊形石墨環(huán)(HGRs)中,電子結構呈現(xiàn)出奇異的奇偶寬度效應。當環(huán)的寬度N為奇數時,環(huán)表現(xiàn)為金屬性質,此時持續(xù)電流隨磁通呈線性變化關系;而當環(huán)的寬度N為偶數時,環(huán)表現(xiàn)出半導體性質,此時持續(xù)電流隨磁通呈正弦曲線變化關系。特別的是,當環(huán)的寬度比較大時,HGRs中的這種奇偶效應卻消失。在菱形石墨環(huán)(DGRs)中,分別計算了

3、扶手型和鋸齒型DGRs中的電子結構與持續(xù)電流。結果發(fā)現(xiàn),對于1/3的扶手型DGRs表現(xiàn)出金屬性質,而對于所有的鋸齒型DGRs都表現(xiàn)出金屬性質。尤其是,在同等大小的情況下,金屬型鋸齒型DGRs的持續(xù)電流要比金屬型扶手型DGRs的持續(xù)電流小兩個數量級。結果表明,在石墨環(huán)中,可以通過調節(jié)幾何結構來調制其電子輸運性質。
　　第三章,研究了無序-有序二維介觀環(huán)中無序梯度與幾何結構等因素對環(huán)中持續(xù)電流的影響。在表面無序區(qū)無梯度衰減時,持續(xù)電流