马约拉纳费米子-量子点杂化系统输运性质的研究

摘要

近年来，由于拓扑超导体的边缘态具有独特的马约拉纳束缚态，而使之成为一种新型的量子体系，使得拓扑超导体与传统超导体有很大区别，因为马约拉纳费米子拥有独特的性质，在诸多方面具有潜在的应用价值，使研究马约拉纳费米子的拓扑超导体成为物理学尤其是凝聚态物理最受关注的前沿课题之一。由于无论在实验室研究还是在理论研究方面，量子点都是很好地探测马约拉纳费米子的量子体系，因此研究马约拉纳费米子对单量子点输运性质的影响就显得非常有意义。
　　笔者在本文中从理论上研究了马约拉纳费米子-量子点杂化系统输运性质。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Fano因子，同时，为了比较，我们同样研究了费米子-杂化系统的输运性质。计算结果表明:
　　1.在马约拉纳费米子-量子点杂化系统中，马约拉纳费米子与量子点中电子的耦合Tm消除了系统的四重简并，使系统变成了四个双重简并。在Tm的增加过程中，整个系统保持偶宇称量子态与奇宇称量子态一对一的双重简并，即Tm的出现消除了系统的四重简并，但保持了系统的双重简并，导致零偏置反常现象的出现。
　　2.在马约拉纳费米子-量子点杂化系统中，库仑相互作用增加了量子态|e4>和|o4>的能量，因而增加了电流台阶，但库仑相互作用不会影响系统量子态的简并度，也不压制零偏置反常现象，而Tm对能级有显著的影响，所以随着Tm的增加，其电流线型呈现出四个台阶。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 马约拉纳费米子的研究现状

1．3 超导体量子自旋霍尔效应

1．4 拓扑超导体

1．5 在纵波超导体中的马约拉纳费米子

2 基本理论模型与方法

2．1 马约拉纳费米子-量子点杂化系统模型

2．2 主方程方法

2．3 费米子-量子点杂化系统模型

3 马约拉纳费米子-量子点杂化系统计算结果及讨论

3．1 引言

3．2 Em=0，U=0时的输运性质

3．3 Em=0，U=0．3 时的输运性质

3．4 Em=0．2 ，U=0时的输运性质

3．5 Em=0．2 ，U=0．3 时的输运性质

4 费米子-量子点杂化系统计算结果及讨论

4．1 引言

4．3 Em=0，U=0．3 时的输运性质

4．4 Em=0．2 ，U=0时的输运性质

4．5 Em=0．2．U=0．3 时的输运性质

5 结论

参考文献

致谢

本人在硕士期间发表和完成的论文