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Majorana量子复合结构中的热输运特性

陈小风  
【摘要】:马约拉纳费米子是由Ettore Majorana引入理论物理的。与普通费米子不同的是,马约拉纳费米子是自己的反粒子,而两个空间分离的马约拉纳束缚态(MBSs)定义了非局域费米子态。由于其在凝聚态物理无退相干量子计算中的研究价值和潜在应用而引起了人们的极大关注。除此之外,它也在诸如高效的热电转换器件中拥有潜在的应用价值。因此,国际上出现了越来越多的关于马约拉纳费米子的研究工作。本文在马约拉纳量子复合结构领域开展工作,首先计算了电流噪声交叉关联系数和马约拉纳束缚态梳状结构中的微分电导。随后计算了“QAH-TSC-QAH”结中的赛贝克系数和热电品质因子。在第二章中我们发现由于马约拉纳束缚态与量子点之间的有效共振,梳状结构中上半部分量子点可以有效地调控MBSs梳状结构。对于只有一个“QD-MBSs-QD”构建块,N=1,小偏压时电流噪声交叉关联系数为负,大偏压时为正值。零偏压电导峰为2e~2/h。其次,当N≥2时,电流噪声交叉关联系数在小偏压时为零,在大偏压时增加到正值。与N=1的情况不同,由于局域安德烈夫反射的唯一的贡献,零偏压电导峰为4e~2/h。此外,我们发现微分电导对N的影响是鲁棒的。在第三章中我们发现受手性马约拉纳边模的影响,在一定条件下赛贝克系数和热电品质因子能达到相当大的值。具体来说,当温度和尺寸适当时,赛贝克系数达到了近6k_B?e,而热电品质因子达到了近60。这一结果对实现高效能的热电转换期间提供了有益的参考。


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