碳纳米管交流输运特性研究

石墨烯中的量子输运性能简析

石墨烯中的量子输运性能简析石墨烯作为目前发现的最薄、导电导热性能最强、结构强度最大的新型纳米材料已经广泛应用于各个领域，其中，最有潜力的应用则是成为硅的替代品。所以，对石墨烯中量子输运性能分析与建模已经成为当今的研究热点。文章采用从相对论流体磁动流体力学出发，结合Boltzmann方程（BTE）推出石墨烯的流体力学方程，引入剪切粘度与雷诺数（Reynolds number）作为石墨烯输运性能分析指标，表明了石墨烯作为纳米材料的优异性能。标签：石墨烯；量子输运；流体力学方程；剪切粘石墨烯由于其准粒子的无质量相对分散特性和高迁移率吸引了各界关注，并且它还显示出了一系列优异的性质，如：超高的导电率[1]；剪切粘度与熵之比超低[2]；不仅有特殊的结构强度，而且结合了力学灵活性[3]和光透明度[4]。最近的研究显示石墨烯提供了一种特有方式，去观察在适度的高温下，极端相对论粒子的等离子体输运特性[5]。如将纯石墨烯设在一个特定的参数空间，则其费米表面收缩至两点，且在许多其他方面的表现，也与接近更复杂量子临界点的系统非常相似[6]。由于石墨烯的无质量狄拉克（Dirac）粒子，其相对极端夸克-胶子等离子体性质也很特别。通过对这些性质的分析和计算可以推导出其流体力学方程。 1 性能介绍剪切粘度η用来测量流体阻值，从而建立横向速度梯度，见图1，粘度越小则其流体力学越趋于复杂。类似于导体的电阻率，粘度通过降低速度场中的多相性而引出熵增率。虽然η=0的理想流体不存在，但能找到非常接近于理想流体的完美的流体。（b）在一个分源点和漏极点保持在±V/2的四点几何形中，不均匀电流的预期分布。当没有粘性和其他非局域效应时，电流将与外加电压V成比例，与两点之间的距离L无关，而粘性效应随着L减小而减小。粘度的单位为？捩n，其中，n表示密度。为了量化剪切密度的大小，通常将η/？捩与热激励nth比较，nth可以通过熵密度计算，s～kBnth。受石墨烯在RHIC实验[7]中优异性能的启发，Kovtun等人提出广泛系统中η与s之比的下限[8]：由于在无碰撞的光学区间？捩ω>>kBT[12]内，电子间相互作用对导电性σ（ω，Τ）的影响非常小，而在相反区间？捩ω>υF，所以可认为它是瞬时的，则很显然通过将实验框架设为一个特定的参照系，打破了流体的相对不变性。上述表达式包含了耗散项νμ，？子μν用来计算热电流和粘性力，P代表压强，ρ代表电荷密度。若无粘性项，则在流体元在类空间入口的压力以及在类时

碳纳米管的特性及应用_孙晓刚

作者介绍:孙晓刚(1957-),男,吉林人,江西金世纪冶金(集团)股份有限公司高级工程师,长期从事碳纳米管制备工艺的研究,并对碳纳米管的工业化生产进行了广泛深入的研究和商业策划工作。收稿日期:2001-02-21 修回日期:2001-05-08 碳纳米管的特性及应用孙晓刚1,曾效舒2,程国安2 (1.江西金世纪冶金(集团)股份有限公司,江西南昌　330046;　2.南昌大学,江西南昌　330029) 摘　要:介绍了巴基球及碳纳米管的发现和历史,重点介绍了碳纳米管的基本性能和晶体结构,描述了碳纳米管电传导和热传导的机理。文中还介绍了碳纳米管的主要生产方法和各自的优点。根据全球碳纳米管应用研究的方向,对碳纳米管的应用领域进行了探讨,展望了碳纳米管的应用前景及商业开发价值。关键词:碳纳米管;性能;制备;应用中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1008-5548(2001)06-0029-05 1　碳纳米管简介仅仅在十几年前,人们一般认为碳的同素异形体只有两种:石墨和金刚石。1985年,英国Sussex 大学的Kroto教授和美国Rice大学的Sm alley教授进行合作研究,用激光轰击石墨靶以尝试用人工的方法合成一些宇宙中的长碳链分子。在所得产物中他们意外发现了碳原子的一种新颖的排列方式,60 个碳原子排列于一个截角二十面体的60个顶点,构成一个与现代足球形状完全相同的中空球,这种直径仅为0.7nm的球状分子即被称为碳60分子。此即为碳晶体的第三种形式。 1991年,碳晶体家族的又一新成员出现了,这就是碳纳米管。日本NEC公司基础研究实验室的 Iijima教授在给《Nature》杂志的信中宣布合成了一种新的碳结构。它由一些柱形的碳管同轴套构而成,直径大约在1～30nm之间,长度可达到1μm。进一步的分析表明,这种管完全由碳原子构成,并可看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴, 卷曲360°而形成的无缝中空管。相邻管子之间的距离约为0.34nm,与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近,所以这种结构一般被称为碳纳米管。这是继C60之后发现的碳的又一同素异形体, 是碳团簇领域的又一重大科研成果。碳纳米管由层状结构的石墨片卷曲而成,因卷曲的角度和直径不同,其结构各异:有左螺旋的、右螺旋的和不螺旋的。由单层石墨片卷成的称为单壁碳纳米管,多层石墨片卷成的称为多壁碳纳米管。碳纳米管的径向尺寸较小,管的外径一般在几纳米到几十纳米;管的内径更小,有的只有1nm左右。而碳纳米管的长度一般在微米量级,长度和直径比非常大,可达103～106,因此,碳纳米管被认为是一种典型的一维纳米材料。碳纳米管、碳纳米纤维材料一直是近年来国际科学的前沿领域之一。仅就碳纳米管而言,自从 1991年被人类发现以来,就一直被誉为未来的材料。 2　基本性能碳纳米管的性质与其结构密切相关。就其导电性而言,碳纳米管可以是金属性的,也可以是半导体性的,甚至在同一根碳纳米管上的不同部位,由于结构的变化,也可以呈现出不同的导电性。此外,电子在碳纳米管的径向运动受到限制,表现出典型的量子限域效应;而电子在轴向的运动不受任何限制。无缺陷金属性碳纳米管被认为是弹道式导体,其导电性能仅次于超导体。根据经典电阻理论和欧姆定第7卷第6期 2001年12月中　国　粉　体　技　术 China Powder Science and Technology Vol.7No.6 December2001

各国电子管特点

一、各厂牌电子管风格特点 1国产电子管（1）曙光中庸平和，解析力一般，音场稍小，一致性较好。（2）南京产品一致性略差，放大管声音通透，音场较大，音质不够、精致，整流管音乐味较好。（3）北京音乐味好但解析力不够。（4）桂光声音平衡，控制力好，一致性略差，未煲透前声音特别僵直生硬。 2、进口电子管（1）日本 ①日本产电子管音质大多清淡、平庸，但有极少量日本工厂的OEM制品音质特好，甚至优于大多数英国制品。（2）俄罗斯 ①OTK/Sovtek/EH(Electro-Harmonix) 1959年以前（含部分1959年制品）的大把脚管为金属底箍，声音甜润、凝聚、平衡，1959年改为胶木座后的定位很好，但声音干燥，听起来易使人紧张。灯丝电压略降低些会有所改善，现在的EH管这方面略好。 ②Svetlana 与EH走向类似，但稍光滑、圆润些。（3）欧洲 ①Philips（飞利浦）甜美婉转，解析力一般，低频量感略欠（也有人认为恰到好处）。经常见到的是荷兰和美国的制品。荷兰的偏向于音乐性而美国的偏向于音响性，大多数人认为前者好于后者。 ②RT 法国产，近似于荷兰Philips，但稍清淡些。 ③Mullard（大盾）各国OEM的制品很多，共性是音乐味较好至很好，尤以英国早期制品为最，乐音凝聚、洗炼传神，有点收不住，高频能量感也不足。 ④Tungsram（汤司兰）匈牙利产，音乐味尚好但声音有点“蒙”，透明度不够。 ⑤RFT/WF 前东德产，音场较大而坚实，控制力不错，细腻度稍欠，音乐味一般。 ⑥Telefunken(德律风根) 德国产，小电流工作特性好，中频饱满凝聚，高频光滑细腻，延伸自然，能量感和穿透力好，独具其特有的“贵气”，低频线条感好而量感略欠，产品一致性非常好。型号中含有3位数字的更是其中的佼佼者，如ECC188、EF800、ECC801、ECC802、ECC803等。 ⑦Valvo(伏尔乌、富豪) 德国产，很Telefunken但高频延伸稍欠，中频更显厚实，贵气略逊于Telefunken。 ⑧Siemens(西门子) 解析力高，定位和高频延伸好，几乎无音染，胆味最淡的胆。

光子晶体量子阱的输运特性

光子晶体量子阱的输运特性【摘要】：本文主要用R矩阵法研究了二维光子晶体量子阱的输运特性,为设计和实现具有优良性能的多频道滤波器提供了理论依据。此外,还用S矩阵研究了电子在AB环中的量子输运特性,发现含Rashba 自旋轨道耦合的三端AB环可以实现自旋极化和反转。本文的研究内容概括为:光子晶体由于具有光子禁带特性,阻止了特定频率的光的传播,可以用作光子势垒。因此,在两个光子晶体层中间插入均匀传输介质可以构造出一个光子晶体量子阱结构,其中均匀传输介质起到光子势阱的作用。我们用R矩阵法研究了用此方法构造的双光量子阱的输运特性,发现该双光量子阱的共振频率可以通过调节阱宽、势垒宽度和阱中介质来控制。该双量子阱结构可用来制作多频道滤波器。在上述工作的基础上,我们进一步研究了不同阱介质的多个光子晶体量子阱的共振隧穿效应。研究发现:在阱宽和阱中介质完全一样的多阱系统中,光子禁带区域,由于共振隧穿效应,共振峰劈裂的数目与光量子阱的数目相等;并且随着阱中介质介电常数的增大,共振峰的位置移向了低频区;当阱中引入左手介质后,发现在介电常数绝对值相等的条件下,左手介质阱的共振峰数目明显要比右手介质阱的共振峰数目少;进一步对一维光子晶体量子阱进行理论分析后得到,由介质不同和阱宽不同分别产生的共振劈裂消失不一样,前者是由光在左右手介质中传播的能流方向相反产生干涉相消而引起的,而后者是由阱宽不同,阱的本征模也不同而引起的;并且由左右手介质构成的多光量子阱的共

振频率可以通过改变阱中介质的排列顺序来控制。最后,对于含自旋轨道耦合的AB环系统,我们用S矩阵研究了电子通过该环的自旋极化输运特性。由于自旋反转透射率与Rashba自旋轨道耦合强度和磁通有关,因此可以通过调节它们来实现自旋极化和反转,为设计和实现自旋极化器和反转器提供了理论依据。【关键词】：光子晶体左手介质R矩阵介观环自旋轨道耦合【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2009 【分类号】：O734 【目录】：摘要10-11ABSTRACT11-13引言13-17参考文献15-17第一章光子晶体概述17-471.1光子晶体的概念18-201.2光子晶体的特征20-241.2.1光子禁带20-221.2.2光子局域22-241.3光子晶体的制备24-281.3.1物理方法24-261.3.2化学方法26-281.4光子晶体的应用28-331.4.1微波领域29-301.4.2光学领域30-321.4.3天线领域321.4.4传感器领域32-331.5光子晶体与电子晶体的比较33-351.6光子晶体的理论研究方法35-381.6.1平面波方法351.6.2紧束缚法351.6.3转移矩阵法35-361.6.4时域有限差分法361.6.5散射矩阵法361.6.6R矩阵法36-38参考文献38-47第二章左手介质综述47-672.1左手介质的概

Majorana束缚态的量子输运性质的理论研究

Majorana束缚态的量子输运性质的理论研究自意大利粒子物理学家Ettore Majorana发现Majorana费米子以来,这种新型的奇特粒子一直备受物理学家们的亲睐。这种粒子与正常的费米子不同,它总是成对出现,其反粒子是其自身,且由于它服从非阿贝尔分数量子统计,可以有望借助它实现拓扑量子计算。至今为止,很多理论及实验已经证实了Majorana费米子的存在。如具有强自旋-轨道耦合的半导体加强磁场作用,邻近s波超导体时,在量子线的末端出现一对Majorana束缚态。本文采用非平衡态格林函数方法和散射矩阵理论,较为系统的分析了各种机制对Majorana束缚态形成的影响以及当Majorana束缚态与量子点耦合时,系统的量子输运性质。我们利用Oreg模型以及量子点环结构,针对不同理论模型及系统参数下输运性质的相关物理量进行分析对比,最终得出一些有意义的结果。本文主要展开以下方面的理论研究:首先,将存在Majorana束缚态的纳米线串联到外电路中,研究了超导对势,自旋-轨道相互作用以及磁场空间的不均匀性对电导的影响,考察了上述几种外场在Majorana束缚态形成过程中所扮演的不同角色。经分析发现,磁场空间的不均匀性对Majorana束缚态的影响占主导地位,而超导背景的不均匀性对Majorana束缚态的破坏性作用相对较小。接下来,研究了存在侧向耦合Majorana零模式的量子点系统的输运性质。计算结果表明,当两个电极与量子点间的耦合方式相同时,零偏压极限下,局域Andreev反射和电极间普通的输运具有相同的值,使得零偏压电导值等于e2/2h,恰巧是共振隧穿电导值的一半。具体来讲当Majorana束缚态与单量子点耦合时,零偏压电导值与量子点的

碳纳米管的性质性能及其应用前景

碳纳米管的性质性能其应用前景 The Properties and Applications of Carbon Nano-Tubes 张雅坤北京师范大学化学学院201411151935 摘要：从1991年被正式认识并命名至今，碳纳米管凭借其特殊的结构及异常的力学、电学和化学性能获得了材料、物理、电子及化学界的广泛关注。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。本文主要对碳纳米管目前的性质性能及其应用前景进行了系统详细的介绍【8】。关键词：碳纳米管、无机化学、性质性能、应用前景一、综述 1.发展历史与研究进程在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛（Lijima）在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子，这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管，又名巴基管。 1993年，S. Lijima等和D. S. Bethune等同时报道了采用电弧法，在石墨电极中添加一定的催化剂，可以得到仅仅具有一层管壁的碳纳米管，即单壁碳纳米管产物。

1997年，A. C. Dillon等报道了单壁碳纳米管的中空管可储存和稳定氢分子，引起广泛的关注。相关的实验研究和理论计算也相继展开。据推测，单壁碳纳米管的储氢量可达10%（质量比）。此外，碳纳米管还可以用来储存甲烷等其他气体。但该猜测在后来被证实是错误的，碳纳米管无法用于储氢的主要问题有两个：一是假如作为容器进行储氢，则无法对其进行可控的封闭和开启；二是假如用于氢气吸附，则其吸附率不超过1%（质量分数）。能否控制单壁碳纳米管的生长是近二十余年来一直困扰着碳纳米管研究领域科学家们的难题，能否找到控制方法也成为碳纳米管应用的瓶颈。2014年，这道世界性难题被北京大学李彦教授研究团队攻克，该团队在全球首次提出单壁碳纳米管生长规律的控制方法，研究成果已于2014年6月26日发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上，这是碳纳米管研究方面的又一大突破。 2.碳纳米管的制备方法常用的碳纳米管制备方法主要有：电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法（碳氢气体热解法）、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。 2.1电弧放电法电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。1991年日本物理学家饭岛澄男就是从电弧放电法生产的碳纤维中首次发现碳纳米管的。电弧放电法的具体过程是：将石墨电极臵于充满氦气或氩气的反应容器中，在两极之间激发出电弧，此时温度可以达到4000度左右。在这种条件下，石墨会蒸发，生成的产物有富勒烯（C60）、无定型碳和单壁或多壁的碳纳米管。通过控制催化剂和容器中的氢气含量，可以

碳纳米管的性质与应用

碳纳米管的性质与应用【摘要】本文主要介绍了碳纳米管的结构特点，制备方法，特殊性质，由于碳纳米管独特性质而产生的广泛应用，并对其前景进行展望。【关键词】碳纳米管场发射复合材料优良性能【前言】自日本NEC科学家Lijima发现碳纳米管以来，碳纳米管研究一直是国际新材料领域研究的热点。由于碳纳米管具有特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等，故其在许多领域具有其广阔的应用前景，自问世以来即引起广泛关注。目前，国内外有许多科学家对碳纳米管进行研究，科研成果颇丰，尤其是碳纳米管在复合材料、储氢及催化等领域的应用。【正文】一、碳纳米管的结构碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态，而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π 键，碳纳米管外表面的大π 键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础[1]。对多壁碳纳米管的光电子能谱研究结果表明，不论单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，其表面都结合有一定的官能基团，而且不同制备方法获得的碳纳米管由于制备方法各异，后处理过程不同而具有不同的表面结构。一般来讲，单壁碳纳米管具有较高的化学惰性，其表面要纯净一些，而多壁碳纳米管表面要活泼得多，结合有大量的表面基团，如羧基等。以变角X 光电子能谱对碳纳米管的表面检测结果表明，单壁碳纳米管表面具有化学惰性，化学结构比较简单，而且随着碳纳米管管壁层数的增加，缺陷和化学反应性增强，表面化学结构趋向复杂化。内层碳原子的化学结构比较单一，外层碳原子的化学组成比较复杂，而且外层碳原子上往往沉积有大量的无定形碳。由于具有物理结构和化学结构的不均匀性，碳

805电子管特性及其电路设计简析

805电子管特性及其电路设计简析 ——版权所有：HIFIDIY论坛Juline 805电子管是一种灵敏度高，性价比高的大功率电子管，容易制成20W以上输出功率的单管A类放大器。因此有不少玩家参与尝试制作，也产生了大量试制电路。但是，往往出现的问题是，频响不宽，音色不平衡，功率不大。本文就805管的本身特性展开一些简易分析，供大家设计制作参考。 1，805电子管特性概述。 805电子管原形是一款丙类发射用电子管，屏耗 Pa = 125W 放大系数 u = 50 内阻 Ri = 10K，其屏栅特性曲线见图： 2，按照常用线路的工作点分析：现在常见电路工作点往往是：屏压Ua = 1050V 屏流Ia = 100mA 负载阻抗RL = 7~10K

就此工作点，在屏栅特性曲线上简易作图，得：对805动态工作情况简易分析如下: 805静态工作点， Ug1 = +18V，此时有栅流大致12mA 左右 Ua = 1050V Ia = 100mA 假设推动电压为对称正弦波当805电子管动作点移动到负半周某点A处： Ug1 = +45V Ua = 300V Ia = 168mA 此时如果要输出完整对称的正弦波，正半周A'点，根据特性曲线应当为：Ug1= －9V Ua = 1630V Ia = 40mA 输出功率根据负半周，大致为 Po = 0.5(1050 - 300)/(168 - 100)*1000 = 25W 此时栅极动作范围是Ug1 从－9V ~ 45V 栅流变化范围是0mA ~ 40mA （粗略值）以上要说明的是，805在Ug1 = 0V ~ －9V 区间内，基本是无栅流的。此时，805输入阻抗近似趋向无穷大（实测在10K左右）

常用国产电子管参数

常用国产电子管参数参数类别典型特性参数极限运用参数用途备注参数名称灯丝阳极第一（控制）栅压帘栅内阻互（跨）导放大系数灯丝最高阳极电压最大阳极功耗帘栅电压电流电压电流第二栅压第二栅流电压（大）电压（小）最高电压最大功耗符号U f I f U a I a U g1U g2Ig 2R i Sμ U f max U f min U a max P a M U g2m ax P g2 max 单位V A V mA V V mA kΩmA — v —V V V W V W 型号二

5AR 4 5 1.9 2 × 55 14 8 极管 ZB 2= 75 n R l =2 k Ω 5Z1P52± 0.2 2× 500 125—————— 5.5 4.51400 6 2—— 5Z2P52± 0.2 2× 400 125—————— 5.5 4.51400 5 0—— 负载 2.7k Ω 5Z3P52± 0.3 2× 500 230—————— 5.5 4.51500115—— 负载 2kΩ 5Z4P52± 0.2 2× 500 122—————— 5.5 4.51300 6 0—— 负载 4.7k Ω

5Z8P52± 0.7 2× 500 400—————— 5.5 4.51700200—— 负载 1kΩ 5Z9P52± 0.3 2× 500 190—————— 5.5 4.51700100—— 负载 2.2k Ω 6Z4 6.30.62× 350 72——————7 5.71000 2 5—— 负载 5.2k Ω 6Z5P6.30.62× 400 70—————— 6.9 5.71100 3 0—— 负载 5.7k Ω 6H Z 6.30.3 2× 150 17——————7 5.74503—— 负载 10k Ω 300 B-98 5 30 45 -60 56 三极管 300 BC 5 1.2 30 60 -60 5.3

简单介观体系中的量子输运

简单介观体系中的量子输运【摘要】：与自旋相关的量子输运研究是当前自旋电子学领域的一个热点课题。本文在简单地回顾了介观物理学中一些重要的物理现象，如弱局域化，AB振荡，普适电导涨落等之后，对电子在几个具体模型中的自旋极化输运作了研究。首先，通过在一维量子点直链中不相邻的格点上加入不同的静磁场，利用传输矩阵和格林函数方法，我们在出射端得到了自旋流。计算表明，自旋流的极化方向受到外加磁场大小和方向的控制，我们可以在不同的能量范围内得到不同极化方向的自旋流。其次，在上面的基础上更进一步，我们研究了“T”型模型对电子自旋输运的分流特性。当选择模型的一端作为输入端而其他两端作为输出端时，在同一能量范围内，我们在两个出射端得到的自旋流的极化方向可以是相反的，这非常类似于光学中的分光计，即，这样的一个“T”型模型能作为电子的自旋分离器。接下来，我们研究了AB效应和AB环对电子自旋输运的影响。结果表明，AB环和AB效应可以很好地调节和控制自旋流的产生和输运，其可以视为是自旋输运体系的外部开关，在实验上更有利于实际操作和实现。最后，对含有自旋轨道耦合相互作用的半导体系统，我们研究了电子在隧穿该类势垒时的透射率和极化率情况。计算表明，电子对间接势垒的隧穿将导致透射率曲线中Fano线形的出现，且能在更宽的能量窗口内得到较大的自旋极化率，这有助于提高自旋输运和自旋注入的效率。这种输运特性也为设计一种可控制电子自旋的装置提供了理论基础。【关

键词】：自旋极化输运量子点极化率自旋流【学位授予单位】：山西大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2007 【分类号】：O413 【目录】：摘要4-6Abstract6-14引言14-16第一章介观物理和电子自旋极化输运16-44第一节介观物理的物理特性17-231.1介观体系和介观物理17-191.2介观体系的物理特性19-23第二节量子点的概念和性质23-292.1量子点概念的提出23-252.2量子点的性质25-282.2量子点的制备方法28-29第三节自旋电子学的兴起和发展29-353.1自旋电子学的兴起29-323.2自旋的注入问题32-35第四节介观体系中的自旋相关输运35-394.1Landauer-büttiker公式36-39参考文献39-44第二章一维量子点列的自旋相关输运44-88第一节常用数学方法简介45-541.1散射矩阵45-481.2传输矩阵48-491.3格林函数49-54第二节一维量子点列的自旋相关输运54-672.1输运模型的提出和计算54-602.2数值结果和讨论60-662.3小结66-67第三节“T”型量子点列的自旋相关输运67-843.1“T”型输运模型的理论分析68-773.2数值计算77-833.3自旋分离器的实现83-84第四节小结84-85参考文献85-88第三章AB效应对自旋输运的影响88-107第一节模型的建立88-93

微型电子管6C6B的特性及应用

微型电子管6C6B的特性及应用一、概述微型电子管6c6B是电子管家族中的小兄弟，又称超小型电子管或“毛毛管”，直径8mm，高33mm，重2g。由于体积小重量轻，故广泛应用于氢气球气象探空仪中携带的微波发射机，将探空仪所探测到的高空温度、湿度等气象资料数据，转口成微波讯号发送回地面，通过地面雷达站接收，处理还原出所探测到的气象资料数据，为天气预报提供依据。用6c6B 制作小型音响，体积小重量轻，耗电少，既能用交流亦能用直流供电，便于在移动场台使用。因而受到胆机爱好者的青睐。二、应用举例 1双声道单管放大器图1为单管立体声小功率放大器，由v1、V2分别担任左、右声道放大，并分别从输出变压器B1、B2输出100mw音频功率推动一对32Ω的立体声耳机Rj放音。电源采用直流电源供电。甲电Ea为一只6V 10Ah的铅酸蓄电池，为灯丝供电乙电Eb为34只3.6V 2.6Ah 锂电池串接成122V，给屏极供电。充次电可连续放音24小时。 2阴极输出放大嚣图2是采用3只6c6B组成的小功率放大器，其中v1担任电压放大，V2、V3为阴极输出器构成的推挽电路。音频讯号电压从V1栅极输入，经v1放大后从其屏极输出的音频电流，经输入变压器RB初级绕组，在次级两个绕组上感应出两个音频电压分别加到v1、V2管的栅极。这两个电压大小相等方向相反，即被倒相了。经V2、V3作推挽放大后从接在阴极电路中的输出变压器cB输出0.4w的音频功率推动喇叭Y发音。Y是一只8Ω0.5W的电脑小音箱。输出变压器CB绕成自耦变压器，喇叭直接从电子管回路中吸取音频功率，放音效果更好，效率更高。输入变压器次级绕组不再沿用通常的一个线圈带中心抽头接地的方式，而改用由两个独立绕组分别接两功放管阴极与栅极的交连方式。这种方式避免了从输出变压器的

碳纳米管综述

碳纳米管综述摘要：本文主要介绍碳纳米管的发现及发展过程，并说明碳纳米管的制备方法及其制备技术。同时也叙述碳纳米管的各种性能与应用。引言：在1991年日本NEC公司基础研究实验室的电子显微镜专家饭岛在高分辨透射电子显微镜下检验石墨电弧设备中产生的球状碳分子时，意外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子，这就是现在被称作的“Carbon nanotube”，即碳纳米管,又名巴基管。正文：碳纳米管的制备：碳纳米管的合成技术主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD，以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法等。电弧法利用石墨电极放电获得碳纳米管是各种合成技术中研究得最早的一种。研究者在优化电弧放电法制取碳纳米管方面做了大量的工作。 T. W. Ebbeseo[2]在He保护介质中石墨电弧放电，首次使碳纳米管的合成达到了克量级。为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert[3]将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管缺陷。C. Journet[4]等在阳极中填人石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs 合成。近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。综上所述，电弧法在制备碳纳米管的过程中通过改变电弧放电条件、催化剂、电极尺寸、进料方式、极间距离以及原料种类等手段而日渐成熟。电弧法得到的碳纳米管形直，壁簿(多壁甚至单壁).但产率偏低，电弧放电过程难以控制，制备成本偏高其工业化规模生产还需探索。催化裂解法或催化化学气相沉积法(CCVD) 催化裂解法是目前应用较为广泛的一种制备碳纳米管的方法。该方法主要采用过渡金属作催化剂，适于碳纳米管的大规模制备，产物中的碳纳米管含量较高，但碳纳米管的缺陷较多。催化裂解法制备碳纳米管所需的设备和工艺都比较简单，关键是催化剂的制备和分散。目前用催化裂解法制备碳纳米管的研究主要集中在以下两个方面：大规模制备无序的、非定向的碳纳米管;制备离散分布、定向排列的碳纳米管列阵。一般选用Fe, Co、Ni及其合金作催化剂，粘土、二氧化硅、硅藻土、氧化铝及氧化镁等作载体，乙炔、丙烯及甲烷等作碳源，氢气、氮气、氦气、氩气或氨气作稀释气，在530℃~1130℃范围内，碳氢化合物裂解产生的自由碳离子在催化剂作用下可生成单壁或多壁碳纳米管。1993年Yacaman等人[5]采用此方法，用Fe催化裂解乙炔，在770℃下合成了多壁碳纳米管，后来分别采用乙烯、聚乙烯、丙烯和甲烷等作为碳源，也都取得了成功。为使碳离子均匀分布，科研人员还用等离子加强或微波催化裂解气相沉积法制备碳纳米管。激光蒸发法

量子点系统中的热输运研究

量子点系统中的热输运研究【摘要】：近年来,随着微加工技术和纳米技术的快速发展,理解纳米尺度结构中热是如何被运载、分布、储存以及转换等问题成为人们越来越关注和重视的研究课题。探索了解纳米尺度结构中的发热规律与研究如何降低和利用纳米器件的发热量对于深刻理解电子输运信息、缓解世界能源危机有着非常重要的意义。最近,由于人们在纳米结构材料中得到了较高的热电品质因子,因此合理利用纳米系统的热电效应将成为回收利用废热非常有效的办法。本文将这些问题具体到量子点系统中,一方面通过构建不同的量子点结构来寻求更高的热电品质因子,另一方面对与超导电极和金属电极相连的量子点中的发热特性做了深入的研究。论文首先介绍了量子点及其输运特性、局域发热效应和热电效应及其研究现状,接着详细介绍了量子输运的非平衡格林函数方法,给出了电流、热流和发热量的普遍表达形式。基于这些表达式,本文主要研究内容如下：首先,我们研究了串联耦合双量子点中自旋相关的热电输运特性。耦合双量子点与两端铁磁电极相连,而且在耦合双量子点间的势垒中外加一个稳定的磁场,因此量子点与电极之间以及量子点之间的隧穿耦合都是自旋相关的。我们发现当两端铁磁电极处于平行磁化结构时,如果自旋向下电子对应的有效点间耦合以及点与电极耦合比较小,自旋向下共振能级附近的热电转换效率就会很大地增强。当存在外加磁场的时候,铁磁电极上的自旋累积将抑制热电转换效率。在合适的温度条件下点内库仑相互作用也会很大地提

高热电转换和热自旋转换效率。而且我们得到一个纯自旋热电势。其次,我们研究了由一个中间量子点与两个侧向量子点耦合组成的三量子点结构中的热电输运特性,主要讨论了线性响应区域Dicke效应对热电输运的影响。我们发现在低温情形下,电导和热导率都呈现出了电子版本的Dicke效应。当能级间距比较小(或者是特别大)和点间隧穿耦合比较大的时候,在亚辐射态附近,由于局域态密度函数类似于δ函数,所以热电势得到了很大的增强,而且电导和热导率强烈地违背Wiedemann-Franz定律,因此热电转换效率得到了很大的提高。当温度升高时,调节点间隧穿耦合到较大的值时同样可以得到一个非常高的热电转换效率。另外我们也讨论了点间耦合的不对称参数和点内库仑作用对热电输运的影响。最后,我们考虑了一个耦合到左端正常金属电极和右端超导电极的量子点系统,并研究了这一系统的局域发热特性。在点与电极弱耦合情形下,我们发现发热量并不正比于电流,而且可以通过调节门电压、偏压和温度来控制。我们讨论了装置的最佳工作状态所对应的参数区域。在高温情形下,我们发现吸收一个声子的声子辅助的Andreev隧穿(或者是声子辅助的直接隧穿)可以导致发热量成为负数。负的发热量表明当电流流过量子点时热流是从声子系统流向电子系统的。所以从应用的角度来看,这种装置可以作为一个局域量子冰箱来使用。【关键词】：量子点热电效应局域发热Dicke效应Andreev隧穿【学位授予单位】：山西大学

电子管特性参数

电子管特性参数 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

EL34电子管特性参数表下表是EL34的主要应用特性。由表可知，EL34作单端A类放大时，屏极负载阻抗2kΩ下最大输出功率为l 1 w(失真率10％)。当它作推挽放大时，屏一屏负载阻抗Ω下的最大输出功率可达36W(失真率5％)。电子管EL34管脚图 EL34胆管参数热丝加热 UH…………………………… V IH……………………………1.5 A 极限额定值阳极电压……………………… 800 V 第二栅极电压………………… 500 V 第一栅极电压………………… -100 V 阳极耗散功率………………… 25 W 第二栅极耗散功率…………… 8 W 阴极电流………………………150 mA 第一栅极自偏压时………………………0.7 MΩ 固定偏压时……………………0.5 MΩ 热丝阴极间电压………………±100 V 玻壳温度………………………250 ℃ 极间输入电容…………………… PF 输出电容…………………… PF 跨路电容…………………… PF 第一栅极热丝间电容……… PF 热丝阴极间电容…………… 10 PF 静态参数 Ua…………………………… 250 V

Ug2……………………………250 V Ug3…………………………… 0 V -Ug1………………………… V Ia…………………………… 100 mA Gm…………………………… 11 mA/V ri…………………………… 15 kΩ μg1-g2 (11) 推荐工作状态（参考值）单管A1类放大（固定偏压） Ua(b) …………………… 265 265 V Ua……………………………250 250 V Ug2……………………… Rg2=2k Rg2=0 Ug3……………………………0 0 V -Ug1……………………… V Ia(0) ………………………70 100 mA Ig2(0) …………………… 10 mA Gm…………………………… 9 11 mA/V ri……………………………18 15 kΩRL…………………………… 3 2 kΩPout………………………… 8 11 W Dtot…………………………10 10 % 推挽B1类放大（固定偏压）Ua……………………………375 400 V ▲Rg2………………………… 600 800 ΩUg3………………………… 0 0 V -Ug1………………………… 33 36 V Ia(0) …………………2×30 2×30 mA Ia(maxsig) ………2× 2× mA Ig2(0) ………………2× 2× mA Ig2(maxsig) ………2× 2×23 mA Rl(a-a) ……………… kΩ ü(g1-g1) ……… 50 V Pout……………………48 54 W

一维有序排列量子点的低温输运性质

一维有序排列量子点的低温输运性质利用分子束外延(MBE在刻有一维沟道的p型Si(100)图案衬底上,制备出一维有序排列的量子点。在此基础上，通过在样品表面蒸镀铝电极，寻找合适退火条件使电极与样品形成欧姆接触,进而通过综合物性测量系统(PPMS的四探针法研究了低温下样品的电阻，磁阻性质。实验表明当温度低于22 K左右,沿一维沟道的纵向电阻明显低于沿垂直沟道的横向电阻。通过分析发现，这是由于低温下样品中同时存在两个导电层，硼掺杂的S层和量子点层，而后者只对纵向电导有贡献。通过导电层的电阻与温度的函数关系分析，证明低温下两个导电层中载流子的输运均遵从二维体系的Mott变程跳跃(VRH)机制。在VRH机制下,样品电阻随磁场呈现出先增大后减小的现象，并且电阻最大值随温度降低而增大，对应的磁场也更靠近低场区。这种现象可以认为是由于两个导电层具有不同的磁阻效应引起的，即在磁场中6层的波函数收缩导致的正磁阻效应与量子点层中由于Zeeman效应引起的能级移动效应导致的负磁阻效应。同主题文章国 [1] . 方红卫,王光谦.一维全沙泥沙输移数学模型及其应用’[J]. 应用基础与工程科学学报.2000.(02) [2] . 阮同军,赵永军,李汉林,查明?微机一维盆地模拟系统’[J]. 微计算机信息.1998.(06) [3] . 王天琪,俞重远,刘玉敏,芦鹏飞.有限元法分析不同形状量子点的应变能及弛豫度变化’[J].物理学报.2009.(08) [4] . 屈少华.一维反铁磁链中的孤波’[J].大庆高等专科学校学报 1996.(04) ⑸. I .一维载荷下的应姜宗来,何光篪.人冠状动脉的生物力学特性力-应变关系’[J].第三军医大学学报.1989.(04) ⑹. 刘炜.一种新型红外探测器的介绍一一量子点红外探测器’[J]. 科技信息(学术研究).2007.(06) [7]. 柴玉珍,李娟娟,李庆士. 一维Ising模型的重正化’[J]. 太原理工大学学 [8].

几种Dirac费米子材料的电子结构和量子输运特性

几种Dirac费米子材料的电子结构和量子输运特性石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料。2004年,Geim和Novoselov首次从实验上成功制备出单层的石墨烯,这一突破掀起了对石墨烯电子性质研究的高潮。石墨烯是一种零带隙半导体,其低能电子具有线性的色散关系,而且可以用一个无质量的Dirac方程描述。因此,石墨烯表现出很多不同于常规半导体材料的电子性质,如弱反局域化效应、Klein佯谬和半整数的量子Hall效应等。作为一种典型的Dirac费米子材料,石墨烯可以模拟在真空中难以观察到的量子相对论现象,这对量子电动力学的研究有重要的意义。除了石墨烯之外,还可能存在其它的Dirac费米子材料,如石墨炔。石墨炔也是由碳原子构成的二维材料,但其中含有碳碳三键,即炔键。石墨炔有多种不同的结构,其中有些结构中的低能电子也是无质量的Dirac费米子,而且还表现出一些其它的特征,如Fermi速度的各向异性等。石墨烯和石墨炔这两种Dirac费米子材料都是碳材料,实际上Dirac费米子还可能存在于其它材料如拓扑绝缘体中。拓扑绝缘体存在体带隙,但在体带隙中会出现受拓扑保护的表面态或边缘态。二维拓扑绝缘体也称为量子自旋Hall绝缘体,其边缘上存在一对自旋和动量都相反的一维态,这种自旋与动量的捆绑特性称为螺旋性,是Dirac费米子的典型特征。三维拓扑绝缘体的表面态也遵循无质量的Dirac方程,但与石墨烯不同,在三维拓扑绝缘体的一个表面上必存在奇数个Dirac圆锥。这种非简并的Dirac费米子也叫做Weyl费米子。Dirac费米子材料因其独特的电子性质,在量子信息、量子计算、微电子学等领域有广泛的应用前景。研究固体材料的电子性质都需要从体系的Hamilton量出发,而固体材料的

碳纳米管性质及应用

碳纳米管性质及应用摘要:碳纳米管的发现是现代科学界的重大发现之一。由于碳纳米管具有特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等，故其在许多领域具有其广阔的应用前景，自问世以来即引起广泛关注。目前，国内外有许多科学家对碳纳米管进行研究，科研成果颇丰。本文简单综述碳纳米管的基本性质及应用。关键词：碳纳米管；结构；制备；性质；应用 1 碳纳米管的发现 1991年，日本NEC科学家Lijima在制取C60的阴极结疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜(HRTEM)发现一种外径为515nm、内径213nm、仅由两层同轴类石墨圆柱面叠合而成的碳结构。进一步的分析表明，这种管完全由碳原子构成，并看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴，卷曲360°而形成的无缝中空管。相邻管子之间的距离约为0.34nm，与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近，所以这种结构一般被称为碳纳米管，这是继C60之后发现的碳的又一同素异形体，是碳团簇领域的又一重大科研成果[1]。 2 碳纳米管的结构碳纳米管（CNT）又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。它是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的“微管”，每层由一个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形组成的圆柱面。根据形成条件的不同，碳纳米管存在多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs) 两种形式。MWNTs一般由几层到几十层石墨片同轴卷绕构成，层间间距为0.34nm左右，其典型的直径和长度分别为 2-30nm0.1-50μm.SWNTs由单层石墨片同轴卷绕构成，其侧面由碳原子六边形排列组成，两端由碳原子的五边形封顶。管径一般从10-20nm，长度一般可达数十微米，甚至长达20cm[2]。 3碳纳米管的制备碳纳米管的合成技术主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD),以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法等。 3.1电弧法利用石墨电极放电获得碳纳米管是各种合成技术中研究得最早的一种。研究者在优化电弧放电法制取碳纳米管方面做了大量的工作.T. W. Ebbeseo在He保护介质中石墨电弧放电，首次使碳纳米管的合成达到了克量级。为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管缺陷。C. Journet等在阳极中填人石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs合成。近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。综上所述，电弧法在制备碳纳米管的过程中通过改变电弧放电条件、催化剂、电极尺寸、进料方式、极间距离以及原料种类等手段而日渐成熟。电弧法得到的碳纳米管形直，壁簿(多壁甚至单壁).但产率偏低，电弧放电过程难以控制，制备

碳纳米管的特性及其分析应用

碳纳米管的特性及其分析应用摘要碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。本文着重介绍碳纳米管的特性及其在仪器分析中的应用。关键词：碳纳米管；特性；仪器分析I

一、引言碳纳米管（CNT,又名巴基管，于1991年被日本电子公司（NEC的饭岛博士发现。是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。由于其优异的力学、电学和光学特性，碳纳米管受到了越来越多的关注。随着时间的推移，CNT的制备与表征手段越发完善，由CNT制成的各种产品技术也趋于成熟。二、碳纳米管的制备方法其主要有三种制备方法：分别为电弧放电，激光蒸发法和碳氢化合物催化分解。（一）电弧放电电弧放电是指一般情况下由两个电极和它们之间的气体空间所组成电弧能产生高温。但又不同于一般的燃烧现象，它既没有燃料也没有伴随燃烧过程的化学反应。电弧放电实质上是一种气体放电现象，在一定条件下使两极之间的气体空间导电，是电能转化为热能和光能的的一种过程。该方法包括以下具体步骤：对碳纳米管直接施加电压和电流，进行电火花处理，去除碳纳米管表面的附着金属或氧化物催化剂和剥离沉积的非晶碳层，与此同时，切割、定向排列碳纳米管。本技术所采用的电火花处理可在空气中进行，也可在惰性气氛中进行。施加电压可为直流也可为交流，电压10?10 0伏，电流0?10安培。本方法的优点在于能完全去除碳管表面用其它方法难以去除的非晶碳和金属杂质，达到纯化碳纳米管的目的；另外，此方法还可切割碳纳米管，获得定向排列的碳纳米管。（二）激光蒸发法激光蒸发法是制备碳纳米管的一种有效方法?用高能CC2激光或Nd/YAG激光蒸发掺有催化剂的碳靶制备碳纳米管，管径可由激光脉冲来控制。激光脉冲间隔时间越短，得到的碳纳米管产率越高，而碳纳米管的结构并不受脉冲间隔时间的影响。用CO激蒸发法，在室温下可获得碳纳米管，若采用快速成像技术和发射光谱可观察到氩气中蒸