非对称耦合双量子点系统两阶段近藤屏蔽效应和磁输运性质

发布时间：2017-08-07 03:19

  本文关键词：非对称耦合双量子点系统两阶段近藤屏蔽效应和磁输运性质

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【摘要】：在本文中,我们使用数值重整化群方法研究了并联非对称耦合双量子点体系在强关联作用下的两阶段屏蔽效应、量子相变临界现象以及在无磁场或有磁场环境下的输运性质。我们首先研究了非对称耦合双量子点系统的两阶段屏蔽效应与相变临界现象。我们发现量子点间由于同时存在RKKY作用产生的铁磁关联与量子点间跳跃项t作用产生的反铁磁关联间的作用,会产生一个有效相互作用。该有效相互作用会导致系统在临界点t=t。处发生自旋三重态到单态的KT量子相变。在自旋三重态,导线对两量子点的磁矩屏蔽呈现出合作效应,它们的屏蔽温度相同。而在相变临界区域,伴随着两阶段屏蔽过程出现两种能量尺度的近藤峰。两量子点的磁矩屏蔽时产生的近藤峰的半高宽分别对应着两次发生屏蔽的温度,这两种温度相差四个数量级,表明确实存在两阶段屏蔽过程。随着t的增大,有效相互作用的反铁磁性增强,与导线弱耦合的量子点上发生的近藤效应将会减弱,近藤峰变宽,直至消失,此时双量子点间形成局域单态。随后研究了双量子点系统门电压及磁场对输运性质的影响。研究表明,调节与导线弱耦合的量子点的能级,可以对系统的电导和自旋偏振强度进行调控。在没有磁场的环境里,随着该量子点能量的增加,电导出现凹槽结构。对谱的研究表明：在自旋三重态,近藤效应是由导线与两个量子点共同产生的近藤屏蔽效应；而在自旋双重态所对应的电导极大值是导线与强耦合量子点间产生的近藤屏蔽,与导线弱耦合的量子点无关。当系统处于磁场环境下,我们研究了与导线弱耦合量子点能量取不同区域值时系统的自旋偏振强度。在该能量取远离量子相变临界点值时,自旋偏振强度的符号不会发生改变,或恒为正,或恒为负。而在临界区域,自旋偏振强度出现振荡。特别是,当能量取某一特定值时,随着磁场的增加,自旋偏振强度值从-1变化到1,此时系统表现出完美的自旋过滤器特征。
【关键词】：数值重整化群 强关联系统 两阶段近藤屏蔽效应 量子相变 自旋极化
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O469
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 引言10-38
• 1.1 安德森模型11-12
• 1.2 RKKY互作用12-13
• 1.3 近藤模型13-16
• 1.4 安德森模型与近藤模型之间的关系16-18
• 1.5 量子点18-19
• 1.6 库伦阻塞效应19-21
• 1.7 量子相变21-22
• 1.8 数值重整化群方法22-24
• 1.9 双量子点安德森模型的数值重整化群过程24-32
• 1.9.1 自由电子的表象转换24
• 1.9.2 对数离散化24-27
• 1.9.3 半无穷链的映射27-28
• 1.9.4 迭代对角化28-30
• 1.9.5 数值计算的物理量实现30-32
• 1.10 粒子空穴对称性32-33
• 1.11 量子点系统的研究现状33-37
• 1.12 研究内容37-38
• 第二章 并联非对称双量子点系统热力学性质研究38-49
• 2.1 引言38
• 2.2 物理模型38-40
• 2.3 数值结果40-48
• 2.3.1 RKKY互作用引起的相变40-42
• 2.3.2 非对称耦合系统的热力学性质42-48
• 2.4 小结48-49
• 第三章 并联双量子点中真实的两阶段近藤屏蔽效应49-61
• 3.0 引言49-51
• 3.1 两阶段近藤屏蔽51-56
• 3.2 临界现象与相图56-58
• 3.3 量子点间有效相互作用58-59
• 3.4 结论59-61
• 第四章 并联非对称耦合双量子点系统中的磁输运61-75
• 4.0 引言61-63
• 4.1. 无外磁场时系统的输运性质63-68
• 4.1.1 ε_2受门电压调制时系统的输运性质63-66
• 4.1.2 ε_1受门电压调制时系统的输运性质66-68
• 4.2. 存在外加磁场时系统的输运性质68-74
• 4.2.1 系统处于局域自旋三重态或双重态时69-71
• 4.2.2 相变临界区域系统的输运性质71-74
• 4.3 结论74-75
• 第五章 总结和展望75-78
• 5.1 总结75-77
• 5.2 展望77-78
• 参考文献78-82
• 攻博期间发表的科研成果目录82-83
• 致谢83

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