石墨烯中Dirac费米子量子输运特性研究

利用紧束缚模型的方法研究了石墨烯中Di-rac费米子的势垒相关输运特性,分析了石墨烯中Di-rac费米子的势垒透射率与其入射角度、入射能量、势垒高度和势垒厚度等对应关系。通过理论分析和数值计算表明,石墨烯中Dirac费米子的隧穿系数随矩形势垒的高度和厚度的变化都呈现出明显的振荡效应,隧穿系数与入射角度依赖关系证实了Klein效应。在一定参数下,Dirac费米子的势垒透射率随Dirac费米子入射能量的变化经历从"0"～"1"的突变,显示良好的"电导开关效应",该效应在微电子器件中将有很好的应用前景。     

固-固结构声子晶体中SH波的色散关系及其全反射隧穿

利用边界条件推导出SH波在多层介质系统中的转移矩阵,得出了SH波在一维固-固结构声子晶体中的色散函数。利用色散函数研究了SH波在一维固-固结构声子晶体中的全反射隧穿效应,得出SH波的全反射隧穿导带的特征:全反射隧穿导带的频率中心随入射角的增加而向高频方向移动,全反射隧穿导带的频率宽度随入射角的增加而减小;全反射隧穿导带的频率中心和频率宽度都随周期厚度的增加而减小。     

磁化强度调制的圆柱形纳米线磁子晶体

采用微磁学模拟的方法研究了自旋波在磁化强度周期变化的圆柱形纳米线中的传播特性。结果显示,频谱和色散关系图中均能看到明显的自旋波通带和禁带。带隙是由自旋波在布里渊区边界处的布拉格反射引起的。通过改变磁子晶体的周期长度、磁化强度比值可以有效的调制自旋波带隙结构。当周期长度增大时,带隙数目增加,带隙频率位置降低,带隙宽度变窄。随着磁化强度调制的增强,带隙位置逐渐降低,而带隙宽度表现出复杂的变化形式,有些带隙表现出振荡行为。这些结果对研制纳米线磁子晶体器件具有参考意义。     

平板声子晶体的全反射隧穿效应及其滤波特性

为了研究一维平板声子晶体中弹性波的全反射隧穿效应,利用传输矩阵法计算了弹性波在大于全反射角入射一维平板方形声子晶体的透射率。在透射波中发现了全反射隧穿效应,并且全反射隧穿峰具有优良的多通道滤波特性。得出了一维平板声子晶体的全反射隧穿的滤波特性随模式量子数、平板厚度以及周期数的变化规律,为设计性能优良的多通道声子晶体滤波器提供了理论依据。     

幂指数棱台声子晶体对薄板振动弯曲波的调控特性研究

针对薄板结构的振动控制,提出了一种幂指数棱台声子晶体构型,并对其带隙的产生机理和影响因素进行了分析,结果表明提出的幂指数棱台声子晶体具有三个弯曲波完全带隙,其中第二带隙宽度可达850 Hz。联合数值仿真和试验方法对声子晶体的弯曲波带隙进行了验证。随着棱台结构高度的增加,三个带隙的带宽扩大。棱台的幂函数幂次升高会使带隙的起始频率与终止频率降低,而边缘厚度的增高会弱化能量聚焦效应使带隙的宽度逐渐变窄。具有线缺陷的声子晶体板可使带隙频段内的弯曲波沿着设计路径传播。     

长度调制的声子晶体梁弯曲振动带隙特性分析

提出一种长度可调制的双周期声子晶体梁结构,研究弯曲波的带隙特性。在无限周期条件下采用传递矩阵法计算准周期声子晶体梁弯曲振动中的弹性波能带结构,并与简单二组元声子晶体梁结构的能带进行对比,然后进一步分析调制参数对带隙的调节机制,结果表明准周期声子晶体梁结构较简单二元声子晶体梁能够产生更大带宽、更多频段的带隙。在有限周期条件下采用有限元法计算准周期声子晶体梁的振动传递特性,证明理论计算的正确性。所提出的准周期声子晶体梁结构可在使用较少材料的基础上大幅度拓宽带隙并具有更强的带隙调控力,为梁类工程结构的减振提供更多选择,并可为新型滤波器、隔振平台的设计提供新思路。     

非晶硅/非晶硅锗叠层电池器件结构优化与制备工艺研究

非晶硅/非晶硅锗叠层电池制备中非晶硅锗子电池本征层采用"喇叭口"结构。通过优化各层掺杂浓度,实现叠层电池光学带隙从1.95~1.5 eV之间的梯次平滑过渡(其中P层窗口层带隙1.95 eV,a-Si∶H1.7eV,a-SiGe∶H1.5eV)。探讨了NP隧穿结对叠层电池开路电压(Voc)和填充因子(FF)的影响,制备出FF为0.739的a-Si∶H/a-Si Ge∶H叠层电池。调整叠层电池中子电池本征层厚度,制备出效率为9.06%的a-Si∶H/a-SiGe∶H叠层电池(未加减反射层)。     

DBRT结构等效电容的应力调制研究

在超晶格薄膜组成的量子井双势垒二极管器件（DBRT）的外部施加单轴压力,会使得器件内部的薄膜发生应变——薄膜的几何尺寸会改变。在偏压不变的情况下,器件的隧穿电流大小将会被改变,同时,器件的各项电学参数将会发生改变。文章将研究器件的等效电容在应力作用下变化的现象,也就是器件电容的应力调制现象,并把这种现象叫做介观压容效应。     

重掺杂聚乙炔的导电机制

用改进的Ｎｗａｒｍａｎｎ方法制备出高聚乙炔膜，作碘和四氯化铁重掺杂。用扫描电镜观察到样品纤维间的接触，在链间产生接触垫垒，形成隧穿结，反式聚乙炔在重掺杂时会出现孤子晶格，在能隙中央形成孤子能带。在热激活下，带电弧子中的电子即会跳入附近的中性孤子。这有利于孤子能带中的电子，通过能带中接力式的跳跃，进入导带，成为自由电子。     

一维功能梯度材料声子晶体弹性波带隙研究

应用平面波展开法研究了由功能梯度材料周期复合而成的一维声子晶体中存在的弹性波带隙特征,并得到第一阶带隙归一化起始频率、截止频率和宽度随功能梯度材料表面材料常数、指数因子和组分比变化的关系图。并对功能梯度材料声子晶体与常规材料声子晶体帯隙特征进行了比较,结果表明,功能梯度材料声子晶体较常规材料声子晶体在相同范围内能够出现更多阶带隙结构。这些结果为功能梯度材料声子晶体在工程实际中的广泛应用提供了理论依据和指导。