半导体量子电子器件物理1
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老夫的少女心
2025-03-13
器件
量子
半导体
晶体管
工作
物理
介绍
原理
结构
振隧穿
2.9 MB
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半导体量子电子器件物理
前 言
近年来，随着半导体低维结构的生长技术的不断完善和半导体低维结构研究
的不断深入，大量的新型半导体器件原型被提出和实现。这些器件的工作原理
与已往的传统器件有所不同。大多数器件的工作原理与电子的量子特性有关。
我们把它们称为半导体量子器件。为了帮助大家了解这些器件的工作原理，我
们在研究生院开设了“半导体量子器件物理”的课程。今年起这门课分成两门：
“半导体量子光电子器件物理”和“半导体量子电子器件物理” 。本课程主要介
绍与电学有关的半导体量子电子器件的工作原理、结构与特性，课程分两部分，
第一部分是目前已经比较成熟的半导体量子器件的介绍。包括高电子迁移率晶
体管（HEMT）和异质结双极晶体管（ HBT） 。由王良臣老师介绍。第二部分是相
对来说还处在原型器件研究阶段的量子电子器件如共振隧穿器件、量子干涉器
件、单电子器件等，由李国华老师介绍。希望这些介绍可以为你们今后的研究
工作提供一定的帮助。
本课程一共 40课时，两部分分别占 20 课时（6次）。最后有一个闭卷考试。
目 录
第一章：半导体超晶格的一些基本特性
1.1 半导体量子阱超晶格
1.2 电场下的量子阱
1.3 磁场下的超晶格
第二章：双势垒共振隧穿二极管
2.1 隧穿几率的计算
2.2 双势垒共振隧穿二极管的基本工作原理
2.3 磁场对共振隧穿的影响
第三章：共振隧穿器件及其电路应用
3.1 共振隧穿二极管的集成
3.2 共振隧穿双极晶体管
3.3 共振隧穿单极晶体管
3.4 微波和毫米波共振隧穿器件
第四章：热电子和弹道器件
4.1 隧道热电子输运放大器
4.2 共振隧穿热电子晶体管
第五章：量子干涉器件
5.1 超微结构中的 Landauer-Büttiker 输运理论
5.2 两端量子器件
5.3 多端量子器件
第六章：单电子器件
6.1 半导体量子点中的库仑阻塞效应
6.2 量子点旋转门器件
6.3 单电子晶体管
6.4 量子点自动原胞机
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第七章 高电子迁移率晶体管（ HEMT ）
1. 高电子迁移率晶体管（ HEMT ）材料结构的基本物理特性
1．1 异质结界面势阱和二维电子气的形成
1．2 势阱中二维电子气的量子化状态
1．3 势阱中二维电子气密度
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