《量子點體系的輸運及耗散動力學》是依託杭州師範大學，由金錦雙擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：量子點體系的輸運及耗散動力學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金錦雙
- 依託單位：杭州師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於我們近年來發展的嚴格、非微擾的量子耗散理論（級聯量子主方程方法）擬針對開放的介觀量子點體系開展系統的理論研究。（1）研究量子點中電荷（或自旋）量子比特和量子糾纏相關的動力學問題，包括電子退相干與退糾纏，非馬可夫耗散特性。（2）考慮含時外場對相干態和糾纏態的製備與調控的影響。（3）發展級聯量子主方程方法的嚴格、非微擾的量子輸運理論，使之不僅能夠計算輸運電流，而且適用於計算輸運電流的漲落譜。(4)開展量子點體系的量子輸運、測量的各種含時以及穩態特性的研究，計算如電流、電子漲落噪聲譜以及全計數統計，揭示多體庫侖作用和量子相干特性，特別是非平衡Kondo效應和自旋相關輸運的動力學和漲落性質。本項目不僅對半導體量子點器件套用領域的發展有重要的意義，還將為量子耗散動力學和量子輸運研究領域提供一個具有代表性的嚴格理論工具。
結題摘要
本項目主要研究內容是：首先我們首次建立了嚴格主方程描述下的無相互作用系統的非平衡輸運理論。此理論能恢復非平衡格林函式的已有的嚴格結果，並且適應於任意溫度、任意含時外場以及任意強度的系統－環境耦合。基於此理論，我們研究了單量子點的各種含時交流電壓的電流回響，我們還研究了AB環雙量子點的非平衡輸運量子動力學以及並聯量子點的相干調控。其次，對有電子-電子相互作用的非平衡輸運系統，我們在已建立的嚴格非微擾的級聯量子主方程基礎下，進一步發展有電聲子相互作用下的極子輸運情況，並研究了量子點輸運中聲子的吸收與發射效應,我們發現聲子參與輸運可以作為量子器件製冷的一種手段。在弱耦合情況下，級聯主方程可以表示為簡單的含非馬爾科夫效應的量子主方程，我們研究了有電子庫侖相互作用以及含有非Markovian 效應的電流漲落譜，發現從含頻噪聲譜能夠提取能級結構以及電子庫侖作用強度。在耦合較強情況下，我們進一步建立了自洽玻恩近似下的量子主方程方法。此方法考慮了雙電子協同隧穿過程，可以套用於任意含時任意電壓下的輸運和耗散動力學以及低溫下的Kondo效應。最後，我們還研究了量子點-諧振腔耦合下導致雷射效應的電流噪聲譜特徵，我們發現噪聲譜含有諧振腔各種狀態的信號包括從非雷射狀態到雷射狀態，並且還包含量子點-諧振腔耦合下的動力學行為，這對今後用量子點製備雷射起到引領作用。
