具有完全电动力学耦合的交流量子输运理论
介观与纳米尺度物理
2018-05-29 v1 计算物理
摘要
随着微电子器件的持续微型化以及对高速无线电信技术日益增长的需求,越来越需要能够准确捕捉纳米尺度器件中电荷输运的量子力学性质及其所产生的动态场的高频器件建模技术。为填补这一空白,我们开发了一种将交流非平衡格林函数(NEGF)与频域麦克斯韦方程组的完整自洽耦合的仿真方法。我们将该技术应用于模拟量子受限的四分之一波长单极天线的辐射,其中长度 等于波长 的四分之一。经典情况下,与 的天线相比,此类天线具有更窄、更具方向性的辐射方向图,但我们发现量子四分之一波长天线相较于经典解没有方向性增益。我们观察到天线内量子化的波函数显著改变了沿导线长度的电荷与电流密度分布,进而改变了天线的远场辐射方向图。这些结果表明量子系统的高频辐射可能与经典预期显著不同。因此,我们的方法将实现对下一代高速纳米电子器件的精确建模。
引用
@article{arxiv.1801.09611,
title = {Theory of AC quantum transport with fully electrodynamic coupling},
author = {Timothy M. Philip and Matthew J. Gilbert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.09611},
year = {2018}
}
备注
12 pages, 6 figures