多量子點結(jié)構(gòu)中電子及自旋的輸運性質(zhì).pdf

1、半導體量子點是準零維的介觀結(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和較強的庫侖相互作用，這使得單個量子點的電子特性類似于自然界的原子，而被稱為“人造原子”。與單個量子點相比，量子點分子結(jié)構(gòu)具有更多的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以調(diào)控，其所實現(xiàn)的豐富的物理效應可作為未來量子信息及量子計算等器件的物理基礎(chǔ)。量子點分子結(jié)構(gòu)的電子輸運特性是目前關(guān)于量子點研究的熱點方向。本文采用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法，對平行雙量子點環(huán)中的電子以及自旋輸運性質(zhì)進行了

2、較為系統(tǒng)的理論研究，得到了一些有意義的結(jié)果。本論文工作開展如下兩個方面的理論研究:
　　一方面，我們研究了在平行雙量子點環(huán)中由庫侖相互作用誘導的電子輸運性質(zhì)。當體系處于線性輸運區(qū)時，平行雙量子點結(jié)構(gòu)為電子輸運提供了兩條通道，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)過不同類型的路徑而發(fā)生量子干涉，從而在電輸運譜中能觀察到Fano線型。通過研究發(fā)現(xiàn):改變非共振通道量子點內(nèi)的庫侖相互作用能改變Fa

3、no參數(shù)的符號。從而，能改變Fano干涉,并且，能增加或降低Fano線型的對稱性以及能使Fano線型發(fā)生發(fā)轉(zhuǎn);當兩個量子點的能級均可調(diào)時，庫侖相互作用使非共振通道量子點的能級發(fā)生劈裂，從而破壞Fano干涉。而當兩個量子點均考慮多體效應時，F(xiàn)ano干涉仍可能出現(xiàn)。當無磁場時，由于量子點內(nèi)庫侖相互作用不同，使不同通道的任意兩個能級相等，則相應的共振態(tài)變成空態(tài)。當體系處于非線性輸運區(qū)時，當共振通道量子點的能級處于任一電極化學勢附近時，在電導譜

4、圖上將會出現(xiàn)不同的Fano線型。同時，當量子點內(nèi)的庫侖相互作用和電極上的偏壓取值適當時，在譜圖上能觀察到負微分電導和負微分電容。即，量子點內(nèi)的庫侖相互作用和電極上的偏壓對負微分電導和負微分電容的出現(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結(jié)構(gòu)中由局域Rashba自旋-軌道耦合誘導的自旋極化的電子輸運。當電子從“源”電極經(jīng)量子點區(qū)到兩個“漏”電極時，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