双量子点的输运性质研究

发布时间：2021-03-08 17:28

　　本论文我们采用级联运动方程的方法研究了串型耦合双量子点系统在几种典型隧穿区域的动力学性质,它们分别为序列隧穿（sequential tunneling）、协同隧穿（cotunneling）以及近藤区域。首先考虑序列隧穿情况下系统的输运性质,改变量子点间库仑相互作用强度,我们发现在拉比频率处均有很明显peak或dip信号,并且在共振频率附近会出现非马尔科夫的台阶特征。其次改变系统参数使其处于协同隧穿区域,这里我们探究量子点间耦合强度与加在双量子点系统间的偏压对其输运性质的影响。研究发现拉比信号随着量子点间的耦合强度增加而增大,且正拉比频率处相较于负拉比频率的增大效果更明显。当改变偏压时,随着输运通道的增加,噪声谱中出现在共振频率处的非马尔科夫台阶数量也在增加。最后,我们把系统温度降到近藤温度以下,研究串联耦合双量子点在近藤区域的动力学行为,可以看到在费米面附近出现近藤共振峰。本文通过计算电流噪声谱能使我们更好地了解串型耦合双量子点在不同隧穿状态下的输运性质,因为电流噪声谱比平均电流包含有更多的信息。 

【文章来源】：杭州师范大学浙江省

【文章页数】：38 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：?（ａ）量子点结构示意图（ｂ）扫描电子显微镜下单量子点的图像

??如图１．２（ｂ）所示，考虑量子点内由ｉＶ个电子出发，一个电子离开量子点进入??右边的漏极，同时另一个电子从左边源极进入量子点，连续这种过程，总体上??表现为电流流经量子点。但是，只有况个电子态的化学式Ａ＜ｉＶ）处于由源漏极??之间的偏压内时，这＋过程才能发生。当不在偏压内时，电子的直接隧穿??将不会发生，这时输运是阻塞的，这一现象就叫做库仑阻塞，如图１．２（ａ）。??由于量子点与门电极相耦合，与门电压呈线性关系。调节门电压％??的大小，可以使量子点中能级的电化学势相对于源漏极整体地上下移动，而不??改变其间隔。如果在库仑阻塞区域扫门电压％的同时测量源漏极间的电流，就??会得到如图１．２（ｃ）所示的一系列库仑阻塞峰。峰的出现表示此时电化学势处于偏??压窗口内

图１．３：实验上观测到的库仑阻塞振荡。选自文献丨２４］。??ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图１．４：不同材料的电阻随着温度变化的曲线。其中，蓝、绿、红分别对应于普??通金属、超导体、稀磁合金材料。选自文献［２５］ｆｒ??这个现象一直未得到解释，直到２０世纪（３０年代，日本理论物理学家近藤将??低温电阻反常升高与金属中的磁性杂质联系起来丨２６］，提出了著名的近藤模型。??该模型中包含了局域磁矩与传导电子的反铁磁相互作用［２７］，近藤发现这个反??铁磁项会导致电子杂质散射作用随着温度的阵低而对数增大，从而在理论上??解决了这一反常现象的物理机制。因此，该现象称之为近藤效应。可是，按照??近藤的理论计算，当系统的温度趋于零时，电阻值将趋于无穷大，而实验结果??是电阻以Ｔ２趋向一个饱和值丨２８］，即剩余电阻。对该问题的解决，是由Ｗｉｌｓｏｎ??在?１．９？５年＿用数值重整化群（ＢＪｎｍｅｉｉｃａｌ?Ｒｅｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ?Ｇｒｏｕｐ＾ＮＲＧ）方法完成??的［２９］。他的工作证明


本文编号：3071386