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研究生: 林士堯
Lin,Shih-Yao
論文名稱: 使用格林函數方法研究奈米尺度n+-n-n+元件的量子傳輸現象
A Study of Quantum Transport of Narrow Scale n+-n-n+ Devices by Using the Green's Function Method
指導教授: 林叔芽
Lin,Shu-Ya
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電子工程研究所
Institute of Electronics Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 39
中文關鍵詞: 格林函數量子傳輸
外文關鍵詞: Green's Function, Quantum Transport
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  • 本篇論文是利用格林函數來計算出元件的電子濃度、位能分佈以及元件在偏壓情況下的電流。由於我們所研究的主題是屬於小尺寸的元件,所以需要考慮量子效應,與古典的傳輸現象會不相同。論文所討論的情形包含: (1) 平衡狀態下的電子濃度和位能分佈,以及傳輸現象在 (2) 汲極端偏壓下、 (3) 不同的通道偏壓下、 (4) 不同的通道長度、 (5) 非同調性效應下。首先使用有限差分法建立薛丁格方程式的漢米爾頓矩陣,使用格林函數方法來計算出電子濃度,接著解卜松方程式可以得到位能分佈。自洽的機制被建立在薛丁格方程式、格林函數和卜松方程式之間來得到最後的電子濃度和位能分佈。我們發現平衡狀態時,通道區域的位能比二端接點的位能高,通道區域的電子濃度比二端接點的電子濃度低。電流會如預期的隨著汲極端偏壓增加而上升,且電流隨著通道偏壓增加而上升。在實際的元件中會有溫度的效應,因此必須考慮非同調性效應。在非同調性傳輸下的電流比同調性傳輸情況下的電流值要來得低。我們所計算的結果與 S. Datta 和 M. S. Lundstrom 等人的計算結果有一致的趨勢。


    目錄: 頁次 摘要 i 第一章 序論 1 第二章 原理及模型 3 2-1 格林函數的定義 3 2-2 導線的漢米爾頓矩陣 6 2-2-1 有限差分法 6 2-2-2 導線的漢米爾頓矩陣 7 2-2-3 能量色散關係式 8 2-3 導線的格林函數 9 2-4 電流、穿透機率與元件的位能 14 2-5 非同調性傳輸 20 第三章 結果與討論 26 3-1 平衡狀態 26 3-2 同調性傳輸(加入汲極端偏壓VD) 28 3-3 同調性傳輸(不同的通道偏壓VG) 31 3-4 同調性傳輸(改變通道的長度) 35 3-5 非同調性傳輸 36 第四章 結論 37 參考文獻 39

    Reference

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    11. M. Büttiker, Role of quantum coherence in series resistors, Phys. Rev. B 33, 3020 (1986).

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