纳米器件的非弹性交流输运

电声作用对电子输运影响很大，电声作用下的纳米器件输运问题是纳电子学中的一类重要问题。电声耦合引起的非弹性电流不仅对器件功能和器件稳定性有影响，而且能被用来测量声子谱，进而探测器件的微观构型。同时，电声作用也是研究器件内部热耗散所必需考虑的。本项目中，我们将在密度泛函理论和Keldysh的非平衡格林函数近似的框架下，在考虑电声相互作用下，研究纳米电子器件的非弹性交流输运特性，探讨交流偏压对声子频率和电声耦合强度的影响，给出电声作用下非弹性电流随交流偏压的变化。作为应用，我们将计算电声作用下，纳米器件（如金属导线夹原子链或金属导线夹有机分子）瞬态响应的动力学行为，计算考虑电声作用后器件对阶跃信号的响应特性，为器件的制造和应用提供理论依据。

电声作用对电子输运影响很大，电声作用下的纳米器件输运问题是纳电子学中的一类重要问题。电声耦合引起的非弹性电流不仅对器件功能和器件稳定性有影响，而且能被用来测量声子谱，进而探测器件的微观构型。同时，电声作用也是研究器件内部热耗散所必需考虑的。本项目中，我们在Keldysh 的非平衡格林函数近似的框架下，推导了电声作用下的非弹性交流输运的电流表达式，通过引入内势，在理论上证明了电流守恒和规范不变性。我们的理论可以和密度泛函理论相结合，对研究系统进行第一性原理计算，利用从头计算探讨交流偏压对声子频率和电声耦合强度的影响，给出电声作用下非弹性电流随交流偏压的变化。类似电声作用下的直流效应的非弹性电子隧穿谱（inelastic electron tunneling spectroscopy, IETS），我们发现，可以定义非弹性交流输运下的非弹性电子导纳谱（Inelastic electron admittance spectroscopy, IEAS），通过计算和测量该物理量，可以研究交流下体系的分子振动性质。