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探讨热电半导体量子点中自旋相关热电效应 本科论文

摘要:近年来,热电器件被人们熟知并运用。随着科技的不断进展,如何提进一步高热电器件的工作效率同样成了人们探讨的重点。本论文第一章简介了通常体材料中的热电效应,接着简介了量子点及纳米材料中的热电效应,为下面的探讨内容做好铺垫和准备。论文的第二章探讨了半导体量子点中温度差和电压趋近于零条件下的线性热电效应,用非平衡格林函数办法计算了体系的电导率、热导率、塞贝克常数和品质因子。在量子点与铁磁引线耦合的器件中,流过体系的电子将变得自旋极化,对从上物理量产生明显的影响,表明电子的自旋自由度可从用于调整低维半导体器件中的热电效应及器件的工作条件。本论文第三章探讨与铁磁电子库耦合的量子点系统中热自旋效应在库伦相互意义下的行为。发现通过适当优选量子点内电子间库伦意义的强度,可从明显提升热电品质因子的大小。当两个铁磁引线中的磁化方向相互平行时,自旋热电品质因子在一定条件下可从大于1,有可能被实际与热自旋电子学器件的设计中。当两个铁磁引线中的磁化方向相互反平行时,不同自旋方向的电导率相同,自旋热电品质因子为零。论文的第四章讨论了量子点内的磁杂质对热电物理量的影响。详细讨论了几种状况下电导、热导、热电势和热电品质因子随量子点能级的变化联系。发现量子点内磁杂质外层的巡游电子与进入量子点内的电子之间通过交换关联相互意义形成基态和激发态。当量子点能级与各个分子态能量相同时,电导和热导会出现尖峰,同时峰值变小。值得指出的是,虽然热导和电导都明显的减小,但热电势和热电品质因子的值却没有显著的变小,意味着可从在较小的电子隧穿条件下得到较强的热电效应,为热电器件的设计提供了额外的工作区。计算结果还表明,当系统的左右线宽函数有着不对称,从及适当选取器件的操作温度,都可从增多热电品质因子的值。 关键词:电子自旋论文 热电效应论文 量子点论文 热电品质因子论文 交换关联意义论文
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    摘要4-5

    ABSTRACT5-10

    1 绪论10-16

    1.1 热电效应10-13

    1.1.1 塞贝克效应10-11

    1.1.2 帕尔帖效应11-13

    1.2 纳米结构中的热电效应13-16

    1.2.1 量子点13-14

    1.2.2 纳米结构中的热电效应14-16

    2 与铁磁电极耦合单个量子点中电子自旋对热点物理量的影响16-24

    2.1 引言16-18

    2.2 论述模型和计算办法18-20

    2.3 结果与讨论20-23

    2.4 本章小结23-24

    3 与铁磁电极耦合的半导体量子点中库仑意义对热自旋效应的影响24-30

    3.1 引言24-25

    3.2 论述模型和计算办法25-27

    3.3 结果与讨论27-29

    3.4 本章小结29-30

    4 量子点中磁杂质意义下的热电效应30-40

    4.1 引言30-31

    4.2 论述模型和计算办法31-35

    4.3 结果与讨论35-39

    4.4 本章小结39-40

    参考文献40-43

    发表论文状况43-44

    致谢44-45

3-44致谢44-45              

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