现在已经是解决这个问题的时候了 70年代已经提出这个问题,但直到现在,我们 开始真正有能力在科学的层面上认真地解决 之,而不再象在70年代那样,只是空想! 有赖于两方面的进步 *实验上:已经达到能够制备、测量纳米级别电子器 件的技术 理论上:电子输运的量子理论,高性能计算的软、 硬件技术的发展 10.107.0.68/ inche 量子输运理论基础
10.107.0.68/~jgche/ 量子输运理论基础 11 现在已经是解决这个问题的时候了！ • 70年代已经提出这个问题，但直到现在，我们 开始真正有能力在科学的层面上认真地解决 之，而不再象在70年代那样，只是空想！ • 有赖于两方面的进步 * 实验上：已经达到能够制备、测量纳米级别电子器 件的技术 * 理论上：电子输运的量子理论，高性能计算的软、 硬件技术的发展
Central region 思考:如图所示分子器件性能描 写的关键是什么?如何处理? 如图所示的分子器件结构,中间区域表 示分子,两边表示半无限的电极,将加 上电压 °关键的问题是:这是个输运过程,有电 势差,意味着是非平衡态 10.107.0.68/ inche 量子输运理论基础
10.107.0.68/~jgche/ 量子输运理论基础 12 思考：如图所示分子器件I~V性能描 写的关键是什么？如何处理？ • 如图所示的分子器件结构，中间区域表 示分子，两边表示半无限的电极，将加 上电压 • 关键的问题是：这是个输运过程，有电 势差，意味着是非平衡态！
1、两个重要概念 U 尺 欧姆电阻测量 用与几何形状无关的电导率(电阻率)表示 Ro=GC Contact Conductor Contact 2 但是,如果形,L→0,会怎样? Ro L→>0 这就是量子输运问题 10.107.0.68/ inche 量子输运理论基础
10.107.0.68/~jgche/ 量子输运理论基础 13 1、两个重要概念 • 欧姆电阻测量 • 用与几何形状无关的电导率(电阻率)表示 • 但是，如果w,L0，会怎样？ • 这就是量子输运问题 I U R R 0 lim ? 0 , 0 R w L w L R G 1 0 0
IL 问题的提出 R R= lim r=? Lw→>0 这里L和分别是样品的几何尺寸长度和面积 *实验发现,R0与w有关,而与L无关,即电导率在这 时已经没有意义 注意:与宽度有关,而与长度无关,很重要。我 们看一些应用的误区就产生自对此的误用!如果 不满足, ballistic输运不成立, Landauer公式不 成立,非平衡态问题无法用现在所提方法处理 量子输运的核心问题就是 当L和w趋于零时,预期电导(或电阻)是多少? 10.107.0.68/ inche 量子输运理论基础
10.107.0.68/~jgche/ 量子输运理论基础 14 问题的提出 • 这里L和w分别是样品的几何尺寸长度和面积 * 实验发现，R0与w有关，而与L无关，即电导率在这 时已经没有意义 注意：与宽度有关，而与长度无关，很重要。我 们看一些应用的误区就产生自对此的误用！如果 不满足，ballistic输运不成立，Landauer公式不 成立，非平衡态问题无法用现在所提方法处理 • 量子输运的核心问题就是 * 当L和w趋于零时，预期电导（或电阻）是多少？ w L R 1 lim ? , 0 R R L w
思考:电导?也即电子受到某种散射 所导致的!现在除了与电极接触界面 不太清楚外,理论上描写电导能有什 么问题呢? 确实,散射不是重要的,主要是边界散 射。但是,关键是存在电势差,因此这 是一个非平衡态 10.107.0.68/ inche 量子输运理论基础
10.107.0.68/~jgche/ 量子输运理论基础 15 思考：电导？也即电子受到某种散射 所导致的！现在除了与电极接触界面 不太清楚外，理论上描写电导能有什 么问题呢？ 确实，散射不是重要的，主要是边界散 射。但是，关键是存在电势差，因此这 是一个非平衡态