自然科学研究

量子视域下粒子势垒贯穿的研究

周若菁 (陇东学院新能源学院;陇东学院经济管理学院), 杨宣 (陇东学院新能源学院;陇东学院经济管理学院), 陈云洁 (陇东学院新能源学院;陇东学院经济管理学院), 杜慧涓 (陇东学院新能源学院;陇东学院经济管理学院), 郑兴荣 (陇东学院新能源学院;陇东学院经济管理学院)

摘要


结合改进的转移矩阵法，本文利用理论推导和数值计算相结合的方法，依托一维方形势垒，重点研究了自由粒子在能量E大于势垒能量U0情况下势垒贯穿的量子输运特性，包括粒子的波函数，几率流密度，及其透射系数和反射系数等。结果表明：粒子的势垒贯穿既有可能存在透射，也有可能存在反射；粒子透射系数T和反射系数R都小于1，且T与R之和等于1；随着粒子能量E、势垒能量（势垒高度）U0和势垒宽度a的变化，透射系数T和反射系数R呈现对数函数型变化，且这种变化行为在粒子能量越大，势垒高度越大，或者势垒宽度越大的情况下越明显。另外，在E>U0的情况下，随着势垒宽度、势垒高度和粒子能量的增大，透射系数和反射系数出现阻尼振荡行为，表现出良好的电导性和量子信息的载体性。

关键词


势垒贯穿；改进的转移矩阵法；输运特性；透射系数；反射系数

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参考


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DOI: https://doi.org/10.33142/nsr.v3i2.20006

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