受限量子相干導體的高頻量子輸運

《受限量子相干導體的高頻量子輸運》是依託四川大學，由高潔擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：受限量子相干導體的高頻量子輸運
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：高潔
• 依託單位：四川大學

項目摘要

目前人們對受限量子相干導體在高頻條件下的量子輸運知之甚少，有很多的物理問題亟待開展實驗和理論研究。在本項目中，四川大學與加拿大麥吉爾大學、香港大學的研究人員合作，對千兆赫高頻和極低溫強磁場極端條件下的量子相干導體中電子的量子輸運，進行更深入的研究。通過在高遷移率異質結上製作量子點接觸和介觀電容，在數千兆赫的頻率下，利用Keldysh非平衡格林函式方法分析電子在量子點中的居留時間，以及量子點與電子庫之間的耦合強度，積極探索量子電感的存在條件，從而實驗研究量子電容在高頻電壓和外靜磁場作用下的奇異行為，並證實量子電感特性，驗證相互作用參數g的盧京格爾（Luttinger）模型的合理性。實驗研究可能存在的量子RLC共振，以及雙量子點接觸之間可能出現的干涉或導納的周期性變化。通過本項目的實施，揭示受限量子相干導體的高頻量子輸運行為，有可能在該凝聚態物理前沿作出重要發現或科學創新。

結題摘要

1996年Buttiker等人理論研究發現，量子相干介觀電容器在高頻電場驅動下，當量子通道打開後，電荷的弛豫電阻將為一常數。此理論預言在2006年由法國Glattli等人的實驗證實。自此之後，在極低溫強磁場環境下的高頻量子輸運一直是國際上前沿的物理研究。 目前人們對受限量子相干導體在高頻條件下的量子輸運知之甚少，有很多的物理問題亟待開展實驗和理論研究。在本項目中，四川大學與加拿大麥吉爾大學、香港大學的研究人員合作，對千兆赫高頻和極低溫強磁場極端條件下的量子相干導體中電子的量子輸運，進行了更深入的研究。通過在高遷移率異質結上製作量子點接觸和介觀電容，在數千兆赫的頻率下，利用非平衡格林函式方法分析電子在量子點中的居留時間，以及量子點與電子庫之間的耦合強度，積極探索量子電感的存在條件，從而實驗研究量子電容在高頻電壓和外靜磁場作用下的奇異行為，並證實量子電感特性。 本項目中，我們自行搭建了高頻量子輸運高精密低溫測量系統，零拍檢波系統等。實驗研究發現，在千兆赫茲頻率的高頻電場驅動下，介觀電容器件的電荷弛豫電阻在量子通道開通後為一常數，而量子電容呈振盪形式。對於量子點接觸器件，我們實驗觀測到了交流量子化電導，而且，我們還首次觀測到了在交流電導中的0.7反常結構。 該成果將為未來新型量子計量用介觀器件打下基礎，對於交流量子電學計量基標準，研發單電子發生器，特別是對於高頻量子計量信息技術和未來的電子學與計算機技術的發展具有極其重要的意義。