1、目前，由于納米技術(shù)的快速發(fā)展，人們可以制造出平均自由程比體系尺度大的介觀結(jié)構(gòu)，如量子點、量子環(huán)等。在這些體系中，量子力學(xué)規(guī)律起支配作用而出現(xiàn)了許多有趣的量子現(xiàn)象。介觀體系成了物理學(xué)家的研究熱點，同時量子器件的設(shè)計和研制也引起了研究者們的注意。在本文里，對雙介觀環(huán)的輸運性質(zhì)做了較系統(tǒng)和深入的研究，并根據(jù)雙Aharonov-Bohm(AB)介觀環(huán)的特征散射性質(zhì)，提出了一種電導(dǎo)與磁通無關(guān)且可調(diào)的T型器件模型。目的在于揭示雙介觀環(huán)體系的一些物理

2、性質(zhì)以及能為設(shè)計和實現(xiàn)具有優(yōu)良性能的量子器件提供理論依據(jù)。 本論文首先介紹了介觀環(huán)的研究背景、介觀物理中幾個常見的特征長度以及幾個典型效應(yīng)，包括A-B效應(yīng)、A-C效應(yīng)、普適電導(dǎo)漲落特性、弱局域化效應(yīng)、庫侖阻塞和量子霍耳效應(yīng)等。 接著，介紹了研究介觀體系的一些理論方法，包括Landaluer-Büttiker理論、散射波函數(shù)法、散射矩陣、格林函數(shù)和量子波導(dǎo)理論。其中在散射波函數(shù)法這節(jié)中，運用了該方法，給出了二端Rashba

3、模型的非平衡自旋累積效應(yīng)的計算結(jié)果，這些結(jié)果和其它理論和實驗結(jié)果是大致符合的。 然后，對雙AB環(huán)不含磁性雜質(zhì)的輸運性質(zhì)做了簡單的介紹。利用量子波導(dǎo)理論，分別對雙AB環(huán)含一個磁性雜質(zhì)和兩個磁性雜質(zhì)的情況，做了計算，求出了透射系數(shù)。計算表明不同的kl(k是波矢，l是單環(huán)的周長)值，磁性雜質(zhì)對雙AB環(huán)輸運性質(zhì)的影響不同。尤其是當(dāng)kl=2nπ，(n=0，1…)時，磁性雜質(zhì)的存在對透射幾率幾乎沒有影響。本研究發(fā)展了已有的雙AB環(huán)散射性質(zhì)的

4、解釋，對量子器件的設(shè)計有潛在的意義。 第四部分，通過量子波導(dǎo)理論計算了多端雙AC環(huán)的性質(zhì)，包括透射系數(shù)和自旋極化效應(yīng)。計算結(jié)果表明無極化電子通過該體系后，可導(dǎo)致體系的兩個出射端出現(xiàn)自旋極化，可通過控制門電壓和改變ka(k是波矢，a是環(huán)的半徑)值來控制自旋分布。此研究有助于自旋器件的設(shè)計。 第五部分，根據(jù)雙AB環(huán)的特征散射性質(zhì)，提出了一種與磁通無關(guān)且電導(dǎo)可調(diào)的T型器件模型。利用量子波導(dǎo)理論研究了其透射性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)在設(shè)定體系左

5、端的雙AB環(huán)kl<,3>=(2n+1)π，(n=0，1…)，右端的雙AB環(huán)kl<,4>=2nπ，(n=1，2，…)時，通過改變kl<,2>的值來調(diào)節(jié)一出射端的透射幾率的大小，透射系數(shù)隨磁通的變化關(guān)系始終保持著平坦的性質(zhì)，也就是說輸出在一些范圍內(nèi)是比較穩(wěn)定的。而另一出射端除在φ/φ<,0>=±n，(n=0，1，…)外是與磁通無關(guān)的全反射。值得一提的足，整個體系對體系結(jié)構(gòu)輕微的偏離有較強的抵抗能力，從而保持了體系的輸出特性。所以此研究可以為