關聯電子對在單分子、量子點體系中的輸運特性研究

《關聯電子對在單分子、量子點體系中的輸運特性研究》是依託山西大學，由李志堅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：關聯電子對在單分子、量子點體系中的輸運特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李志堅
• 依託單位：山西大學

項目摘要

電子對輸運是低維體系中最近發現的一種電荷輸運新機制。以往關於電荷輸運的研究工作主要集中在單電子輸運和關聯效應上，忽略了有效負U（庫侖作用）等原因引起的電子以電子對的形式參與輸運的過程。本項目研究電子對在單分子和量子點體系中的輸運特性。利用量子主方程和非平衡格林函式方法，研究電子對輸運過程中微分電導、散粒噪聲等隨門電壓、偏壓以及與電極耦合強度等的變化規律，在門電壓-偏壓參數空間給出單電子和電子對隧穿分別主導電荷輸運的相圖。進一步引入分子磁性自由度，同時考慮電聲耦合和自旋交換作用，研究電子對輸運對磁性分子電導量子台階、自旋阻塞等輸運特性的影響。此外，我們擴展耦合雙量子點輸運模型，增加點間電子對的直接隧穿項，研究電子間糾纏動力學及電子對隧穿這種多體效應在量子輸運行為中的作用。本項目旨在揭示電子對參與輸運引起的新效應及其物理機制，為設計單分子功能器件以及在量子信息和量子計算領域的套用提供理論依據。

結題摘要

低維量子輸運，因其重要的基礎理論意義和技術套用價值是近年來理論和實驗研究的熱點課題之一。局域自旋和電子自旋的交換作用以及有效庫侖作用引起的電子對隧穿等會對輸運過程產生重要影響。本項目研究了單分子磁體和量子點體系的電子輸運特性：利用量子主方程和非平衡格林函式方法，研究了大局域磁矩下電子自旋耦合作用及庫侖作用對輸運過程中微分電導、散粒噪聲隨門電壓、偏壓以及鐵磁電極極化共型等變化規律的影響；以擴展的哈伯德模型出發，給出了粒子對隧穿效應和庫侖效應下玻色粒子絕緣相和超流相的相圖；建立由高自旋的局域磁矩、電子自旋、聲子模等多自由度構造的輸運模型，引入由福克態構造的哈伯德算符並利用該算符的非平衡格林函式方法，研究了磁性單分子與聲子模耦合系統的非彈性低溫輸運特性。本項目揭示了電子輸運引起的新效應及其物理機制，為設計單分子功能器件以及在量子信息和量子計算領域的套用提供了理論依據。