双量子点系统量子输运的散粒噪声

摘要

量子点因其特殊的结构和广泛的应用已经涉及到物理、化学、生物和材料等学科及其交叉领域。本文首先介绍了量子点基本情况,包括量子点的结构、特性、应用等。其次,介绍了量子主方程以及全计数统计的基本方法。最后,基于有效粒子数分辨的量子主方程,研究了金属-量子点-铁磁(N-D-F)、铁磁-量子点-金属(F-D-N)、铁磁-量子点-铁磁(F-D-F)三种耦合双量子点系统电子输运的全计数统计,讨论了量子点中的自旋交换作用和电极极化对平均电流和散粒噪声的影响,分析了自旋单态和三重态在电子输运过程中对平均电流和散粒噪声的贡献,并借助于自旋阻塞引起的聚束效应解释了超泊松散粒噪声的形成。
　　主要结论包括:(1)F-D-N系统,对于自旋耦合J=0,源极极化pL不会影响电流和散粒噪声;对于J=1Γ,电流和散粒噪声也基本上不随pL改变;对于J=1Γ,随着pL增加,单态参与输运的电流减小,散粒噪声增加,三重态参与输运的情况正好相反。(2)N-D-F系统,对于J=0,±1Γ,无论是单占据态输运还是双占据态输运,电流随着pR增加而减小,散粒噪声则随着pR增加而增加,甚至达到超泊松分布。(3)F-D-F(平行)系统,无论是单占据态输运还是双占据态输运,对于J=0、±1Γ,电流不随p改变,但散粒噪声随p的增加而增加,而且可以达到超泊松分布。(4)F-D-F(反平行)系统,对于J=0、±1Γ,电流随着p增加而减小,散粒噪声随着p增加而增加,单态输运的散粒噪声甚至可以达到超泊松分布。这些噪声的增加以及超泊松噪声的形成可以借助与自旋阻塞机制(或聚束效应)解释。

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Contents

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第一章 绪论

1.1量子点及其制备简介

1.2 量子点的特性

1.3 量子点的应用

1.4 量子点输运系统的研究现状

第二章 量子主方程方法

2.1 引言

2.2量子主方程方法

2.3 全计数统计

2.4小结

第三章 双量子点系统单态三重态传输诱导的散粒噪声

3.1 引言

3.2理论模型与推导

3.3数值结果与讨论

3.4结论

第四章 总结与展望

附录A:宽带近似

附录B：九个基矢分别作用在主方程矩阵元上的具体形式

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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