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《复旦大学》 2007年
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量子点系统的动力学和输运性质研究

刘玉申  
【摘要】: 本论文主要涵盖了三方面的工作,可分为三部分。第一部分是有关含时双量子点系统的动力学性质的研究,这一部分的推导主要采用紧束缚Hubbard模型。在第二部分,利用非平衡态格林函数的方法,我们讨论了通过单个包含电子-电子相互作用的量子点的非弹性输运性质。在第三部分,我们同样利用非平衡态格林函数的方法,研究了包含两个耦合的量子点,对称隧穿耦合到电极的AB环的输运性质,在这里量子点之间的库仑相互作用被考虑进去。 第一部分为第1章共分7节。第1节简略地描述了量子点系统。第2节介绍了含时介观物理体系的研究背景。激光技术的迅速发展,为我们研究激光和物质相互作用引起的一些非线性性质打开了方便之门。第3节我们系统的介绍了用于研究周期含时哈密顿量的一个好的数值方法:Floquet理论方法。在第4节我们研究了在周期外场驱动下,双电子在不对称耦合的量子点分子的动力学行为。数值结果显示动态局域化和Rabi振荡现象也出现在这个量子系统。在第5节我们研究了在一个周期外场驱动下对称量子点分子中的激子的动力学行为。在较强的电子和空穴库仑相互作用的下,我们理论上分析了这个系统,指出动态局域化产生的条件。电子和空穴的相互库仑吸引相互作用在形成纠缠态中扮演着一个重要的角色。我们提供的近似结果和来自Floquet理论的数值结果符合的很好。在第6节我们研究了在随机脉冲下,在量子点分子中的激子的动力学行为。当两个局域化态的Rabi振荡发生,最大纠缠贝尔态被形成在这个量子点分子。最后在第7节我们给出工作小结以及工作展望。 第二章包括8节。在第1节我们简单介绍一下通过量子点系统量子输运的研究背景。第2节给出了格林函数的定义。在第3节,我们列举了三个简单的完全可解的模型:粒子之间无相互作用模型,共振能级模型和Einstein模型。在第4节中,我们介绍了在处理介观系统的输运性质时用到的Keldysh技术,它是研究含时或非含时量子点系统输运性质的一个重要的方法。一个光子辅助隧穿模型被介绍在第5节中。在第6节,我们介绍了一个声子辅助隧穿模型。第7节也就是本章的重点,我们利用非平衡态格林函数方法和正则变换,研究了低温下单个量子点的非弹性输运性质。在这里我们考虑了电子-电子的相互作用,电子-声子,电子-光子相互作用。时间平均占据数,时间平均电导以及时间平均电流被自洽计算得到。时间平均电导随着外场强度和入射电子能量的变化也被研究。 由于电荷的积累,两种声子发射峰可能同时存在在这个系统。在最后一节我们对工作做了总结和展望。 第三章包含了6节。在第1节,我们简单介绍了通过两个量子点输运研究背景。在第2节,我们给出将要研究的一个理论模型。两个平行耦合的单能级量子点被连在电极上。在第3节,我们用运动学方法计算了两个点中的格林函数。在第4节,用Keldysh格林函数,一个隧穿电流公式被给出。在第5节,我们介绍了数值结果和讨论。工作总结和展望被写在最后一小节中。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O481;O413

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