单量子点内有效核磁场对电子输运特性的影响

利用粒子数分辨量子主方程,研究了单量子点与两个铁磁电极耦合系统内有效核磁场对电子全计数统计特性的影响。数值结果表明有效核磁场的大小和方向对平均电流基本上没有影响;但是,仅有单占据与空占据量子点本征态之间的转变参与量子输运时,特别是,当两个铁磁电极自旋极化率较大,并且量子点电极耦合强度大于有效核磁场大小时,有效核磁场的大小和方向对散粒噪声和偏斜度有显著的影响。因此,可以基于量子点的电流高阶累积矩来定性获取其有效核磁场大小和方向的信息。     

多量子点接触中静电势对电子输运的调制

本文对动态量子点驱动的通过三个量子点接触的电子输运的静电调制效应进行了研究.通过对栅极施加不同电压形成不同的量子点接触静电势,从而改变动态量子点的形状.随着栅极电压的改变,电子库中的费米能也会随之改变,同时,影响下一个量子点接触的静电势垒的梯度.实验证明,量子点接触的电势并不总是阻碍电子输运.电势的调制能够帮助我们了解电子与电子之间的库伦阻塞效应.     

单量子点体系极化电子的输运

利用Bulka建立的量子点模型，研究了当左右引线的磁矩夹角为θ时该体系的量子输运性质；利用Keldysh非平衡格林函数方法研究了电流随偏压V、温度T和磁矩夹角θ的变化，给出了近滕(Kondo)区中的非线性电导，并得出电导中的近滕顶点高度受磁矩夹角θ的调制的结论．     

与非共线铁磁引线耦合的双量子点环中电子的输运

用非平衡格林函数理论研究与两个铁磁引线连接的平行连耦合双量子点系统中电子输运性质。两个铁磁引线的磁矩相互成任意角度,即磁矩是非共线性的。通过调节磁矩间的角度,可以控制不同自旋方向电子的输运性质,从而能充分操作通过整个系统的电流和隧穿磁阻。两个铁磁弓I线磁矩间的相对角度对量子点中不同自旋电子的占据数有显著的影响,是决定电流和隧穿磁阻性质的内在机制。量子点间的耦合强度、量子点与引线的耦合强度等也会对系统的电流有明显的作用,从而提供了丰富的电流操控手段。本文研究的系统可以用作自旋阀,在自旋电子学器件中有实际的应用价值。     

量子点输运系统中电子的等待时间分布

基于散射理论和紧束缚模型研究了单能级量子点连接两个导线时电子的等待时间分布,讨论了偏压、通道数、温度对等待时间分布的影响。当量子点能级与电极费米面对齐时,等待时间分布不依赖于偏压。当量子点能级偏离了费米面时,分布函数的峰值随着偏压增加而增加,等待时间分布向短时方向移动。对于双通道量子点系统,零等待时间时等待时间分布不为零,而且随着量子点能级偏离费米面,零等待时间时等待时间分布概率降低。随着左导线所加温度降低等待时间分布的极大值向长时间方向移动,而且最大分布概率略有降低,但温度的影响主要是在最大分布概率附近,对长时概率分布影响较小。     

微振荡并联双量子点AB干涉仪的量子输运特性

基于非平衡格林函数方法,考虑量子点和电极耦合界面的微小振荡,研究了并联双量子点AB干涉仪的输运性质.把双时格林函数中的时间分为快变的相对时间和慢变的质心时间,在Wigner空间近似求解Kadanoff-Baym方程,得到格林函数对质心时间各阶求导对电导的修正.在弱耦合情况下,讨论了通过调节两个子AB环中的磁通和两个并联...     

自洽玻恩近似下串联双量子点的量子输运研究

结合自洽玻恩近似,用量子输运主方程理论研究了串联双量子点在任意电压下的输运问题.结果表明,对于无多体相互作用情况,用修正后的主方程理论计算得到的稳态电流-电压特性关系,与用波函数方法获得的结果符合得很好,但单粒子波函数方法不便描述有多体相互作用的量子输运问题,说明自洽玻恩近似下的主方程理论是一个有效的理论方法.给出有库仑阻塞情况下的电流电压关系,得到通常情况下量子主方程不能得到的库仑台阶的量子展宽效应.     

环状耦合三量子点结构的电子输运性质

采用修正速率方法研究了环状耦合三量子点系统的瞬态和稳态输运性质.推导了环状耦合三量子点系统的约化密度矩阵运动方程和流经系统的电流.数值计算结果表明:系统处在各状态的几率和流经系统的电流随时间呈现振荡行为.当时间足够长时,它们都趋于稳定值,表明系统达到了稳定状态.在外加磁场的作用下,稳定电流呈现以2π为周期的Aharonov-Bohm振荡.     

状耦合三量子点结构的电子输运性质

采用修正速率方法研究了环状耦合三量子点系统的瞬态和稳态输运性质．推导了环状耦合三量子点系统的约化密度矩阵运动方程和流经系统的电流．数值计算结果表明：系统处在各状态的几率和流经系统的电流随时间呈现振荡行为．当时间足够长时,它们都趋于稳定值,表明系统达到了稳定状态．在外加磁场的作用下,稳定电流呈现以2π为周期的Aharonov-Bohm振荡．     

平行双量子点系统的磁输运性质研究

从理论上研究了平行双量子点系统的磁输运性质.基于广义主方程方法,计算了通过此系统的电流、微分电导和隧穿磁阻,计算结果表明:电子自旋关联效应可以促发一个很大的隧穿磁阻,而电子库伦关联效应可以导致负隧穿磁阻和负微分电导的出现,对相关的基本物理问题进行了讨论.     

自旋相关耦合双量子点的非平衡输运特性

采用K e ldysh非平衡格林函数方法,研究了电子通过耦合双量子点的自旋极化输运特性.我们考虑量子点中的电子电子相互作用,在H artree-Fock近似下给出自旋分离流的普遍表达式.数值结果显示:随着偏压的增加,不同自旋取向的电子所占居的等效能级相继进入偏压窗口,自旋极化流振荡,电荷流持续增加.这些变化特性可以很好的用自旋相关的共振隧穿理论给予解释.     

自洽玻思近似下串联双量子点的量子输运研究

结合自洽玻恩近似,用量子输运主方程理论研究了串联双量子点在任意电压下的输运问题．结果表明,对于无多体相互作用情况,用修正后的主方程理论计算得到的稳态电流一电压特性关系,与用波函数方法获得的结果符合得很好。但单粒子波函数方法不便描述有多体相互作用的量子输运问题,说明白洽玻恩近似下的主方程理论是一个有效的理论方法．给出有库仑阻塞情况下的电流电压关系,得到通常情况下量子主方程不能得到的库仑台阶的量子展宽效应．     

一维量子波导中的Rashba电子输运

主要研究了平面一维波导系统中的Rashba电子波函数的输运性质,得到了如下的结果.根据Rashba效应,能量为E的平面电子波,将分裂成波矢分别为k1=k0＋kδ与k2=k0-kδ的两种波函数,其自旋取向与波导的夹角分别为＋π/2（自旋向上态）与＋π/2（自旋向下态）.若在支路的终端是栅极或者铁磁接触,则相应的波函数成为驻波形式exp（±ikδl）sin[k0（l-L）],其中L是支路的长度,l是支路内的坐标.与不考虑自旋的情况不同的是,Rashba电子波函数的相位与支路的取向角度θ有关.此外,两种自旋取向的波传播的群速度相同,都是-k0/m＊.在各支路结点处,由波函数的连续性和流密度守恒条件,得到了Rashba电子波函数所必须满足的边界条件.利用这些边界条件,我们研究了Rashba电子在一些结构中的透射和反射性质,发现自旋向上和向下的Rashba电子波函数的干涉效应将受到铁磁接触或栅极的调制.最后得到了多分支结构中,Rashba电子输运的一般性理论.我们提出的Rashba电子的一维量子波导理论可以被用来设计各种自旋极化器件.     

一维多量子点阵列的电子输运

利用非平衡格林函数方法,研究了无库仑相互作用的一维复式量子点阵列的电子输运性质,得到了隧穿电流的一般解析武,讨论了量子点参数对共振隧穿电流的影响.     

与二维电子气耦合的双量子点中的自旋极化输运

研究磁场作用下与左右两个二维电子气耦合的双量子点系统中的自旋极化输运过程.结果发现当两个量子点靠近时,电导中会出现Dicke效应导致的不对称尖峰.随着量子点间的距离增大,Dicke尖峰变宽并向低能级方向移动.当磁场只施加在二维电子气中时,量子点中的电导是自旋无极化的;但是当量子点的能级发生塞曼分裂时,电导中自旋朝上和朝下电导的尖峰在能量空间向相反方向移动,但保持大小不变.计算结果还发现两个量子点能级的差会在电导的Dicke尖峰附近产生额外的谷,并降低尖峰的高度.所研究的结构有望用于自旋过滤或分离装置.     

耦合于铁磁电极平行双量子点的自旋极化输运

利用双杂质的Anderson模型的哈密顿量,从理论上研究了耦合于铁磁电极的平行双量子点的自旋极化输运性质,并借助运动方程方法求解了哈密顿量.结果表明,该系统在费米能级处的Kondo共振峰与自旋极化强度和磁通量的取值有关.与此同时,在平行组态情况下,Kondo共振峰位置发生了偏移,而在反平行组态情况下,Kondo共振峰出现在相同位置处.这些现象使得这一双量子点系统的物理特性更加丰富,它们将有助于解释自旋电子学中的电子关联问题.     

双电子量子点系统的Hartree—Fock解

采用Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ自洽场方法计算双电子的型量子点系统的基态能，并对相关能随量子点强度因子的变化关系进行了讨论。     

势垒对量子线电子输运性质的影响

理论研究了势垒对量子线中电子弹道输运性质的影响．我们采用了转移矩阵方法和截断近似技术．计算结果表明,当不存在势垒时,量子线的电导呈现出台阶的性质．电导的每一台阶对应于一横向能级被占据．当量子线的一边存在势垒时,电导的台阶特征仍能保持．但当量子线的两边都存在势垒时,电导的台阶特征被破坏了．     

受多体效应影响的平行双量子点结构中的自旋输运

采用非平衡态格林函数方法,研究了一个三电极的平行双量子点结构中由局域Rashba型自旋轨道耦合诱导的自旋极化的电子输运.结果发现,当电子从"源"电极经量子点区到两个"漏"电极时,它能根据自身的自旋态选择终端,即自旋极化和自旋分离可在这一结构同时实现.同时发现,量子点内的库仑相互作用对该体系的自旋输运性质有重要影响,其中有额外电极与之耦合的量子点中的库仑相互作用的强度对自旋输运起主要调节作用.     

四个量子点热电输运性质的研究

采用非平衡格林函数的方法来求解量子输运问题。考虑一个由四个单能级量子点和AB环组成的系统,研究该系统的热电特性。在这样的一个量子点系统中,通过调节量子点之间的能量间距、量子点间的耦合系数和系统的温度来研究该系统的热电特性。