量子點(diǎn)接觸中電子自旋輸運(yùn)性質(zhì)的研究.pdf

1、介觀系統(tǒng)就其尺度而言幾乎是宏觀的，而其表現(xiàn)又具有明顯的量子特征，由于其具有豐富的物理特性而成為人們的研究熱點(diǎn)。對(duì)介觀體系的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究主要集中在系統(tǒng)的輸運(yùn)性質(zhì)上，表現(xiàn)為量子彈道輸運(yùn)和量子相干輸運(yùn)，常用的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀辛孔狱c(diǎn)接觸(quantumpointcontact,簡寫為QPC)、量子線(quantumwire,簡寫為QW)、量子點(diǎn)(quantum dot ,簡寫為QD)等。介觀系統(tǒng)中的電子在輸運(yùn)中保持“相位記憶”，因此導(dǎo)致了不尋常

2、的量子干涉現(xiàn)象以及介觀尺度范圍內(nèi)的量子化現(xiàn)象，其中最顯著的量子現(xiàn)象是電導(dǎo)量子化效應(yīng)，而0.7結(jié)構(gòu)是介觀物理中電導(dǎo)量子化效應(yīng)的奇異現(xiàn)象。為了探求這些新奇現(xiàn)象的起因需要對(duì)介觀器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及其中電流、電荷分布進(jìn)行深入的研究，實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常利用掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope,簡稱SPM)探測(cè)被測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的電荷分布、電流等物理量，來研究介觀物理系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與特性。
　　 由于在實(shí)驗(yàn)中需引入SPM等外界的

3、探測(cè)儀器，使這些儀器與被探測(cè)物理系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)新的系統(tǒng)，從而導(dǎo)致探測(cè)結(jié)果與物理系統(tǒng)單獨(dú)存在時(shí)的情況有所不同，我們采用了QPC模型，利用遞歸格林函數(shù)方法計(jì)算了Rashba自旋軌道耦合、磁場(chǎng)以及SPM的探針對(duì)QPC中電導(dǎo)的影響。計(jì)算結(jié)果表明：(1)將QPC分成N M×個(gè)格點(diǎn)，每一個(gè)格點(diǎn)位置分別以()來表示，無論SPM探針位置隨電子輸運(yùn)方向(即的取值)的變化還是隨垂直于電子輸運(yùn)的方向(的取值)的變化，QPC的電導(dǎo)都有明顯變化。的取值決定了對(duì)第幾

4、個(gè)電導(dǎo)臺(tái)階的影響，的取值決定了對(duì)電導(dǎo)臺(tái)階影響的程度。當(dāng)探針位于同一值位置上時(shí)，沿著電子輸運(yùn)方向越靠近QPC中心對(duì)每一個(gè)電導(dǎo)臺(tái)階的影響都增大，而探針在垂直于電子輸運(yùn)方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)不同的電導(dǎo)量子化臺(tái)階產(chǎn)生影響。這些結(jié)果與Topinka等人的實(shí)驗(yàn)相吻合。(2)當(dāng)存在較弱垂直磁場(chǎng)(垂直于量子點(diǎn)接觸所處的二維電子氣平面)時(shí)，隨著磁場(chǎng)的增加QPC電導(dǎo)增幅隨門電壓的變化呈周期性增加并且遂穿通道傳輸模式增加。磁場(chǎng)越大同一門電壓下電導(dǎo)增加的振幅越大，自旋