*於量子相*相干效應*作用的範*和程度,
*理上由以*幾個特徵*度,能夠*性地分析*子
*量子行爲**觀物理基礎和近期發展幾個方面的簡單介紹
*/*中水
*要
*維*介*物*系*的*究*當*凝*態*論*一*重*方********************
**,**年來*量*點***電*氣***觀*理*統*的*子*聯*應*幾*方*的*究,**地*紹*
*物*的*發*和*遇*
*徵長*
*於量子相*相干效應*作用的範*和程度,
*理上由以*幾個特徵*度,能夠*性地分析*子
*量子行爲*(1)費米*(Fermi surface)附近的
**德布*意*長
2/
k*p=
,***米波*,
*能夠刻劃*子的量子*落。當系*的尺度接*費
*波長時,*子的量子*落非常強;而當尺度*大
*費米波長*,粒子的*子漲落相*較弱。這*,
*的量子相*性很容易*到破壞。(2)粒子的平*
*由程 (mean free path)*它表徵著*據初始動*
*徵態的粒*被散射到*他動量本*態前,粒*所
*過的平均*離。換句*說,也就*表徵粒子*量
*理雙月*(*八卷五*)2006 * 10 *
753
FF
**豫
*了能夠讓*們大致對*徵長度的*量級有個
*明確地認*,下面就*維情形擧*個例子,*給
*較爲典型*數據。考*三維自由*子模型,*米
*矢可有電*密度表示*
*如金,
F
1.2 10
10 1
e
()
3
1/3
2
knp= **金屬,
Fe
28 3
610
-
˜× ,可*算出
nm
-
* *為*點五*納*。然
*,半導*中載流*密度要*六個數*級
˜× *所以
km
(
-
22 3
610nm
F
˜× ),這時費米波長
* **五十納
*。 *此,*導體中電*的費米波*大約是金*中
F
* 100 *。*樣,利用*導與電子*彈性平均*由
*關係式
22 2
kels p= ,*性平均自*程可表示
*
F
222
3/
F
/3
lkep *= ,其* * *示電阻率** 4K *
*的低溫下,金薄膜/**電阻大約*
5 cmµ*i ,由
*可估算出*性平均自*程爲 16 *米**於某些*
*合金,電*率會更高*此時的平*自由程會*低
*個數*級*對於*導*
GaAs ,低*時*子的平
*自由程約*一個微米*更長,而 Si-MOSFET *
*平均自由*為零點一*微米,甚*還要短。*面
*們已經談*過,電子*退相干性*賴於溫度*無
*的程度、*料自身結*,等等。*溫(1 K *更
*溫)下,*極少數幾*情形所測*的退相干*度
*到近十微*,大多數*屬和金屬*金所測量*的
*相干長度*約在零點*微米到一*米之間。*而
*相同的溫*範圍,半*體測到的*相干長度*達
*幾個微米**爲詳細*介紹可參*文獻[3]*
*示為
c
( )
2
2/
*
N
n
Geh T=
*陣
t *它的*共軛之積
n
c
†
,*中
n
z
T
*
n ,
x
NN×
*射
cc
tti *本徵值***可看成
*射機*爲
T
*
n
N
*相*獨立透射*道的平行電
c
*。該公式*意義在於*電子通過*體的量子*學
*射性*,*它的*導*接聯*起*
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