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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳世康
研究生(外文):Shi-Kang Chen
論文名稱:顆粒金屬系統電傳性質之研究─庫倫能隙
論文名稱(外文):Study of electrical properties in granular metal systems ─ Coulomb gap model
指導教授:吳玉書
指導教授(外文):Yu-Shu Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:顆粒金屬系統滲流理論庫倫能隙隨機矩陣理論單質點能量可變範圍躍遷相關能量
外文關鍵詞:granular metal systempercolation theoryCoulomb gaprandom matrix theorysingle particle energyvariable range hoppingcorrelation energyMott's law
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顆粒金屬系統(granular metal system)是一種非晶材料,在理論上的研究已經有很長的一段時間,由於開發奈米材料的技術逐漸成熟,因此近年來這方面的應用也如雨後春筍般的大幅成長。此系統是由金屬和非金屬混合組成的材質,依金屬含量多寡分類成三種不同的結構:金屬相、過渡相、絕緣相,而系統的電傳導性質隨著金屬的含量遞減連續變化。
在這裡我們主要針對絕緣相結構做研究,其金屬顆粒大小約在1-10nm左右,在系統中包含三種能量:單質點無序能量、顆粒被充電的能量和顆粒間的庫倫交互作用,其中因無序能量的擾動及庫倫交互作用,系統在基態的單質點能態密度趨近零,被稱為庫倫能隙,影響了系統的電傳輸性質。過去認為顆粒內在能量的擾動很小,不影響系統在基態的單質點能態密度,但目前在技術上已經可以達成小顆粒金屬系統材料的製程,而小顆粒金屬基本上可以提高顆粒內在能量的擾動,足夠和顆粒間的庫倫位能相抗衡,所造成費米能階附近能態密度的空乏,關鍵地解釋系統部分電導傳輸性質。
本論文提供一個數值方法計算顆粒金屬系統在費米能階的能態密度,是一個以緊束縛漢彌頓方程式為基礎的模擬,比較在不同顆粒大小及金屬含量下的庫倫能隙,當我們引進庫倫能隙至顆粒金屬系統,其躍遷電導將呈現 的函數形式。

We study the electronic transport characteristics in granular metals. There are three kinds of energy, disorder one-particle energy, charging energy and correlation energy. The single-particle density of states has a Coulomb gap around Fermi level because of the fluctuation in disorder energy and Coulomb interactions. We implement a numerical method to calculate the density of states of granular metal systems. The simulations are based on tight-binding Hamiltonian. The hopping conductivity of a granular metal when the Coulomb gap is present, has the functional form.

目 錄
第一章 緒論
1.1 顆粒金屬系統之簡介
1.2 顆粒金屬系統的研究與發展
1.3 本論文的研究方向
第二章 理論計算
2.1 鄰近顆粒金屬電導傳輸模型分析
2.2 個別顆粒金屬之最高佔有能偕
2.3 顆粒金屬系統最的庫侖能隙
第三章 模擬計算與分析
3.1 庫倫能隙之模擬
3.2 顆粒金屬系統庫倫能隙之分析
第四章 結論
Refernece

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