光子学报
光子學報
광자학보
ACTA PHOTONICA SINICA
2013年
5期
564-569
,共6页
拓扑绝缘体%波导%导模%图解法
拓撲絕緣體%波導%導模%圖解法
탁복절연체%파도%도모%도해법
在三维拓扑绝缘体表面上外加铁磁条形成的磁势垒量子阱,通过控制入射电子能量,使得入射电子波限制在势阱中传播,并由波函数的连续性求得磁诱导三维拓扑绝缘体波导的色散方程.由于此方程是超越方程,不能解析求解,因此本文采用图解法求解色散方程的解,研究表明:在入射电子能量大于磁势垒和小于磁势垒的情况下,都能够形成波导；当入射电子的能量大于磁矢势时,波导能够支持基模,而且模式阶数也依次递增；而当入射电子能量小于磁矢势时,波导能够承载的导模数量有所减少.通过研究波导中导模几率密度的空间分布,发现三维拓扑绝缘体表面上磁场诱导的电子波导能够很好地束缚电子,而且低阶模对电子的束缚能力强于高阶模.此外,本文也推导出了波导的几率流密度分布的公式.
在三維拓撲絕緣體錶麵上外加鐵磁條形成的磁勢壘量子阱,通過控製入射電子能量,使得入射電子波限製在勢阱中傳播,併由波函數的連續性求得磁誘導三維拓撲絕緣體波導的色散方程.由于此方程是超越方程,不能解析求解,因此本文採用圖解法求解色散方程的解,研究錶明:在入射電子能量大于磁勢壘和小于磁勢壘的情況下,都能夠形成波導；噹入射電子的能量大于磁矢勢時,波導能夠支持基模,而且模式階數也依次遞增；而噹入射電子能量小于磁矢勢時,波導能夠承載的導模數量有所減少.通過研究波導中導模幾率密度的空間分佈,髮現三維拓撲絕緣體錶麵上磁場誘導的電子波導能夠很好地束縳電子,而且低階模對電子的束縳能力彊于高階模.此外,本文也推導齣瞭波導的幾率流密度分佈的公式.
재삼유탁복절연체표면상외가철자조형성적자세루양자정,통과공제입사전자능량,사득입사전자파한제재세정중전파,병유파함수적련속성구득자유도삼유탁복절연체파도적색산방정.유우차방정시초월방정,불능해석구해,인차본문채용도해법구해색산방정적해,연구표명:재입사전자능량대우자세루화소우자세루적정황하,도능구형성파도；당입사전자적능량대우자시세시,파도능구지지기모,이차모식계수야의차체증；이당입사전자능량소우자시세시,파도능구승재적도모수량유소감소.통과연구파도중도모궤솔밀도적공간분포,발현삼유탁복절연체표면상자장유도적전자파도능구흔호지속박전자,이차저계모대전자적속박능력강우고계모.차외,본문야추도출료파도적궤솔류밀도분포적공식.
