多量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中電子及自旋的輸運(yùn)性質(zhì).pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維的介觀結(jié)構(gòu)，其中的載流子（如:電子）受到量子束縛而具有分立的能級(jí)和較強(qiáng)的庫(kù)侖相互作用，這使得單個(gè)量子點(diǎn)的電子特性類似于自然界的原子，而被稱為“人造原子”。與單個(gè)量子點(diǎn)相比，量子點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)具有更多的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以調(diào)控，其所實(shí)現(xiàn)的豐富的物理效應(yīng)可作為未來(lái)量子信息及量子計(jì)算等器件的物理基礎(chǔ)。量子點(diǎn)分子結(jié)構(gòu)的電子輸運(yùn)特性是目前關(guān)于量子點(diǎn)研究的熱點(diǎn)方向。本文采用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法，對(duì)平行雙量子點(diǎn)環(huán)中的電子以及自旋輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了

2、較為系統(tǒng)的理論研究，得到了一些有意義的結(jié)果。本論文工作開(kāi)展如下兩個(gè)方面的理論研究:
　　一方面，我們研究了在平行雙量子點(diǎn)環(huán)中由庫(kù)侖相互作用誘導(dǎo)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。當(dāng)體系處于線性輸運(yùn)區(qū)時(shí)，平行雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)為電子輸運(yùn)提供了兩條通道，一條路徑為電子的隧穿提供共振通道;另一條路徑為電子隧穿提供非共振通道。電子由于經(jīng)過(guò)不同類型的路徑而發(fā)生量子干涉，從而在電輸運(yùn)譜中能觀察到Fano線型。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn):改變非共振通道量子點(diǎn)內(nèi)的庫(kù)侖相互作用能改變Fa

3、no參數(shù)的符號(hào)。從而，能改變Fano干涉,并且，能增加或降低Fano線型的對(duì)稱性以及能使Fano線型發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn);當(dāng)兩個(gè)量子點(diǎn)的能級(jí)均可調(diào)時(shí)，庫(kù)侖相互作用使非共振通道量子點(diǎn)的能級(jí)發(fā)生劈裂，從而破壞Fano干涉。而當(dāng)兩個(gè)量子點(diǎn)均考慮多體效應(yīng)時(shí)，F(xiàn)ano干涉仍可能出現(xiàn)。當(dāng)無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，由于量子點(diǎn)內(nèi)庫(kù)侖相互作用不同，使不同通道的任意兩個(gè)能級(jí)相等，則相應(yīng)的共振態(tài)變成空態(tài)。當(dāng)體系處于非線性輸運(yùn)區(qū)時(shí)，當(dāng)共振通道量子點(diǎn)的能級(jí)處于任一電極化學(xué)勢(shì)附近時(shí)，在電導(dǎo)譜

4、圖上將會(huì)出現(xiàn)不同的Fano線型。同時(shí)，當(dāng)量子點(diǎn)內(nèi)的庫(kù)侖相互作用和電極上的偏壓取值適當(dāng)時(shí)，在譜圖上能觀察到負(fù)微分電導(dǎo)和負(fù)微分電容。即，量子點(diǎn)內(nèi)的庫(kù)侖相互作用和電極上的偏壓對(duì)負(fù)微分電導(dǎo)和負(fù)微分電容的出現(xiàn)起到了重要的作用。
　　另一方面，研究了三電極的平行雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中由局域Rashba自旋-軌道耦合誘導(dǎo)的自旋極化的電子輸運(yùn)。當(dāng)電子從“源”電極經(jīng)量子點(diǎn)區(qū)到兩個(gè)“漏”電極時(shí)，它能根據(jù)自身的自旋態(tài)選擇終端，即自旋極化和自旋分離可在這一結(jié)構(gòu)同