1、量子混沌是二十世紀七十年代伴隨著經典混沌與量子力學的蓬勃發(fā)展而出現(xiàn)的一門新興學科，其主要研究內容是：闡明在經典世界里普遍存在的混沌現(xiàn)象，在量子力學里有哪些表現(xiàn)形式?經過數(shù)十年的發(fā)展，人們在量子混沌的研究中取得了一系列豐碩的成果，發(fā)現(xiàn)了三類與經典混沌有關的量子現(xiàn)象：非定態(tài)波函數(shù)的時間演化特征、能級分布的統(tǒng)計特征及能量本征波函數(shù)的形態(tài)特征，初步顯現(xiàn)了量子混沌這門新興學科的旺盛生命力。得益于激光技術的發(fā)展，在過去的數(shù)十年中，高激發(fā)態(tài)原子在磁場

2、中的非線性行為一直是量子混沌研究中實驗與理論結合的典范。然而，關于凝聚態(tài)體系中雜質原子的混沌狀態(tài)或混沌狀態(tài)的可能性，國內外均未見任何報道，對其混沌行為的研究長期處于空白狀態(tài)。在本論文中，以高純單晶硅中的類氫淺雜質磷為對象，采用具有超高靈敏度與光譜分辨率的光熱電離光譜技術，研究了雜質電子在磁場作用下的各種量子混沌效應。具體研究內容包含以下兩部分：
　　 (一)半導體中類氫淺雜質在磁場作用下的準朗道共振現(xiàn)象研究。通過采用高純度摻磷n

3、型單晶硅樣品，避免了雜質原子間的相互作用，實現(xiàn)了對孤立雜質原子量子混沌效應的研究。通過掃描樣品在不同磁場下的光譜響應，我們在磷雜質零場電離閾值附近的高能區(qū)觀察到了代表雜質電子量子混沌運動的準朗道共振現(xiàn)象，并通過B‖k‖<111>與B‖k‖<100>兩種不同實驗配置的選擇，研究了硅能帶各向異性對雜質電子量子混沌動力學的影響。理論上，通過有效質量近似及類氫模型的使用，把針對真實原子體系的閉合軌道理論推廣到了各向異性固體環(huán)境中的雜質原子體系，

4、并通過數(shù)值計算的方法找出了與雜質電子準朗道共振現(xiàn)象相關的各種閉合軌道，從理論上對雜質原子的準朗道共振行為作了很好的解釋。
　　 (二)半導體中雜質電子量子混沌運動的能譜統(tǒng)計學研究。得益于高純樣品的使用及光熱電離光譜技術的超高靈敏度與光譜分辨率，從實驗上分辨出了高純硅中磷雜質的一系列雜質能級，并在此基礎上用能譜統(tǒng)計的方法開展雜質電子量子混沌效應的研究。先后統(tǒng)計了反映系統(tǒng)能級間近程關聯(lián)性的最近鄰能級間距分布與反映系統(tǒng)能級間遠程關聯(lián)性