介观系统中电子隧穿特性研究

介观系统中电子的隧穿特性,特别是电子的隧穿电流和隧穿时间问题一直是凝聚态物理中的研究热点之一；由于介观系统（特别是半导体低维系统）参数的可操控性，被人们公认为是下一代微电子和光电子器件的核心。本项目将采用散射矩阵、传递矩阵方法、格林函数方法、波包散射理论，从理论上研究介观系统中电子的隧穿特性和基本规律；重点研究下面几个密切相关的内容：（1）包含时间周期势场（电子-光子相互作用）时电子在介观系统中的隧穿特性；（2）考虑自旋-轨道耦合效应时电在介观结构中的隧穿特性,特别是对隧穿电流和隧穿时间的理论研究。通过对量子阱、量子点及量子环等结构中电子隧穿特性的研究，为未来微电子、光电子及自旋电子器件的制作提供理论依据；我们的研究工作还对培养人才有一定的意义。

按照项目计划书对该项目进行了具体实施，最终圆满完成了项目计划书中的各项研究计划。项目组成员主要对介观系统中电子的隧穿特性进行了较深入的研究,其中主要对电子的隧穿几率和隧穿时间等问题作了具体详细的计算。采用单电子有效质量近似理论、Floquet理论和传递矩阵方法，从理论上研究了量子阱中电子的隧穿特性和基本规律：（1）在包含时间周期势场（电子-光子相互作用）时电子在量子阱中的隧穿特性研究中，具体研究了时间周期场频率和振幅等对电子隧穿的影响；（2）考虑自旋-轨道耦合效应时电子在量子阱中的隧穿特性中,主要研究了Dresselhaus和Rashba两种不同机制的自旋轨道耦合对电子的隧穿的影响，同时对比了两种自旋轨道耦合单独作用和共同作用的差别，给出了利用电学和光学方法对电子自旋极化输运的调控方法。通过对量子阱构中电子隧穿特性的研究，为未来微电子、光电子及自旋电子器件的制作提供理论依据。