量子点接触中电导0.7结构的研究

摘要

介观系统就其尺度而言基本上属于宏观范围,但又表现出明显的量子特性。电子在输运过程中仍能够保持波函数的相位相干,从而导致了一些新奇的物理现象。其中最为显著的是电导的量子化效应,即:在零磁场下的量子点接触(quantumpointcontact,QPC)中,电导以G0=2e2/h为单位的量子台阶变化。然而,1996年ThomaS等在零磁场下发现,在电导的0.7G0附近存在一个额外的小平台,由于这种反常现象不能用简单的单粒子模型给出解释,而引起了人们的高度关注。许多研究小组从理论和实验上试图揭示这种现象产生的真正原因,但是至今仍没有一个合理的物理解释,目前大部分研究者认为它的出现一般是与电子间的相互作用和自旋有关。
　　本文利用格林函数的方法对量子化电导中有关0.7结构的成因进行了理论研究。利用Hartree-Fork近似的方法,简单处理了体系中的电子-电子间的相互作用,依靠引入外加的小磁场来产生一个起始的自旋极化。在对电导的计算过程中发现,随着电子一电子相互作用强度的增大,自旋相关电导的差异也加大,并且在电子问相互作用强度增大到一定值时,电导在0.7G0附近会出现一个小的平台。在对电子数密度的计算中得到的结果是有明显的自旋积累出现。通过对零温极限下噪声因子的计算,发现在0.7G0附近噪声被抑制,反映出了自旋相关的输运信息。由于这个电子间的互作用模型必须依赖于一个起始的自旋极化,才能对电导产生影响,但是我们采用较简单的方法计算了电子一电子间的相互作用对0.7结构的影响。期望能对探求半导体纳米器件中的强关联互作用对自旋输运的影响提供依据,揭示其中新的物理现象。