利用物理学史突破教学重难点

物理学史是物理学的认识史，具有重要的教学地位。它不仅具有科学价值及人文价值，更为物理教学提供了重要的素材。教学中的重难点常常是物理史上的关键突破或科学难题．因此．利用物理学史突破教学重难点具有必要性及可行性。

表面声波单电子输运器件中弱电流的测量

研究表面声波单电子输运(SAW/SET)器件中的量子化声电电流对于揭示表面声波驱动的单电子输运特性有重要意义,并且有可能应用于量子电流基准,从而把安培与基本电荷和频率联系起来。为此设计了一种高精度高智能测量系统用于测量表面声波单电子输运器件中的声电电流。通过采用高性能I-V转换器和小波去噪等措施,使系统的噪声峰峰值小于30fA;采用LabVIEW编写的测量程序和合适的硬件实现了智能化的自动测量。该系统已成功地应用到SAW/SET器件中弱电流的测量,为将来揭示表面声波驱动的单电子输运特性和量子电流基准的可能实现做了有益的探索。

声表面波单电子输运器件的频率响应研究

为减少样品盒的电磁效应对声表面波单电子输运的影响,需要优化器件的样品盒结构。我们用全波法模拟不同样品盒的声表面波单电子输运器件的频率响应,同时测试该频率响应。模拟结果与测试结果较为一致。二者表明,电磁馈通效应对声表面波单电子输运器件的频率响应影响显著。通过适当改进器件的样品盒可以较有效地抑制电磁馈通效应。这将有助于提高量子化声电电流的精度。

声表面波单电子输运器件频率响应特性的分析

在GaAs/Al0.3Ga0.7As异质结上制作千兆赫兹的声表面波(SAW)单电子输运(SAWSET)器件,实验上利用网络分析仪测得了SAWSET器件的频率响应特性.借助耦合模理论和P矩阵级联算法,对SAW在SAWSET器件中的传播特性,尤其是对其频率响应进行了分析.结果表明理论计算值与实验符合较好.

一种新型的高频半导体量子点单电子泵

除了直流负电压外,还在浅法刻蚀出的GaAs/AlGaAs量子线上的两个金属指形门上分别叠加两个相位相差π的正弦信号,从而对形成量子点的两个势垒作不等幅调制.在无源漏偏压的情况下,通过周期形成的量子点实现了单电子的搬运.由于新的半导体量子点单电子泵不是依赖库仑阻塞效应通过隧穿进行单电子输运,因此,该器件就不会受到固定隧穿时间引起的低工作频率限制.在1.7K温度下,频率达到3GHz仍然可以观测到量子化电流平台,对应的电流值达到0.5nA量级.这种新器件提供了实现高速度、高精度搬运单电子的另一种可能途径.

一般光束等效曲率半径的传输方程

给出了一般光束等效曲率半径在湍流大气和自由空间中的传输方程,推导出等效曲率半径达到最小值时光束的传输距离公式,解析地讨论了等效曲率半径的特性,并用数值计算例加以说明。研究表明,在自由空间中,一般光束等效曲率半径的传输方程与理想高斯光束的相同,当传输距离足够远时一般光束的等效等相面可以看成球面。但是,在湍流大气中,当传输距离足够远时一般光束的等效曲率半径仍然与光束参数有关,等效曲率半径随湍流的增强而减小。