基于Majorana費(fèi)米子的量子本系中量子輸運(yùn)和自旋性質(zhì)的研究.pdf

1、利用非平衡態(tài)格林函數(shù)方法研究了量子點(diǎn)-Majorana費(fèi)米子體系的量子輸運(yùn)性質(zhì)，得出了體系的微分電導(dǎo)，普函數(shù)以及自旋電流，并對結(jié)果進(jìn)行了討論.
　　首先，研究了Majorana費(fèi)米子耦合平行量子點(diǎn)系統(tǒng)的量子輸運(yùn)性質(zhì).此時，上下兩個量子點(diǎn)之間通過強(qiáng)自旋-軌道相互作用的半導(dǎo)體納米線耦合，并且同時與左右電極相連接，形成并聯(lián)結(jié)構(gòu).在合適的條件下，沉淀在s-波超導(dǎo)體表面的納米線的邊界將出現(xiàn)局域的Majorana費(fèi)米子.為了方便表達(dá)，定義放置

2、在上邊的量子點(diǎn)為量子點(diǎn)1，下邊的量子點(diǎn)為量子點(diǎn)2.與單量子點(diǎn)-Majorana費(fèi)米子體系相似，在零費(fèi)米能時，每個通道的電導(dǎo)值恒為1/2（單位e2/h），與量子點(diǎn)和Majorana費(fèi)米子之間的耦合強(qiáng)度以及兩個量子點(diǎn)的連接方式無關(guān).固定量子點(diǎn)1和Majorana費(fèi)米子的耦合強(qiáng)度，量子點(diǎn)2和Majorana費(fèi)米子的耦合強(qiáng)度λ2較小時對量子點(diǎn)1的普函數(shù)影響較大，而λ2較大時對量子點(diǎn)2的普函數(shù)具有較大的影響.調(diào)節(jié)量子點(diǎn)與電極的耦合參數(shù)，可以使體系

3、從并聯(lián)變化到串聯(lián)，即左電極-量子點(diǎn)1-納米線-量子點(diǎn)2-右電極的連接方式.由于Majorana費(fèi)米子的影響，在串聯(lián)結(jié)構(gòu)下量子點(diǎn)的普函數(shù)出現(xiàn)了三個共振峰.體系從串聯(lián)變化到并聯(lián)結(jié)構(gòu)時，普函數(shù)從三個共振峰變化到兩個共振峰.當(dāng)費(fèi)米能不為零時，電導(dǎo)隨量子點(diǎn)能級的變化顯示出了不同的電導(dǎo)平臺.兩個Majorana費(fèi)米子之間存在相互作用時，兩個通道之間的干涉效應(yīng)將導(dǎo)致不對稱的電導(dǎo)線型.
　　其次，研究了對稱雙極自旋池結(jié)構(gòu)下Majorana費(fèi)米子對

4、量子點(diǎn)自旋電流和電荷電流的影響.此時，左右電極的化學(xué)式與自旋相關(guān).由于Majorana費(fèi)米子態(tài)的渦旋性，只有自旋向下的電子與Majorana費(fèi)米子之間存在耦合作用，自旋向上電子的極化電流幾乎不受影響.自旋電流和電荷電流除共振峰外都隨量子點(diǎn)和Majorana費(fèi)米子之間耦合強(qiáng)度的增加而增大.無限增大耦合強(qiáng)度到一個理想值時，自旋向下的極化電流變成一個與量子點(diǎn)能量無關(guān)的常量.同時，自旋電流和電荷電流除了共振峰之外的能量都對應(yīng)一個有限的常數(shù)值.當(dāng)