量子ドットの近藤効果における電子コヒーレンス

量子点近藤效应中的电子相干性

基本信息

批准号：
01J07028
负责人：
青野友祐
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Toho University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

近藤領域にある量子ドットと超伝導電極の接合系の電気伝導について研究を行っている。超電導体電極の超電導ギャップが大きくなるにつれて、電極電子と量子ドット内の電子の間のコヒーレントな結合である近藤状態が抑制されていく。この様子を、超電導ギャップが近藤温度に近い場合について、量子ドットの電子状態密度およびコンダクタンスを計算することによって調べた。超電導ギャップがゼロから大きくなるにつれて、量子ドット電子の状態密度の主要なピークである近藤共鳴状態が、電極のフェルミ面の上側から下側に徐々に移動していくことがわかった。これは量子ドットの基底状態が、近藤状態(スピン一重項)から、スピン2重項へと遷移していることを示している。また、超電導ギャップ近傍にもピーク構造が現れる。このピークは、近藤効果と超電導が拮抗していることを反映していると考えられる。コンダクタンスは、2つの電極の間を電子とホールが行き来する多重Andreev反射により、常伝導体のコンダクタンスの表式とは異なる。すなわち、フェルミ面での量子ドットの透過率のみでは決まらないことがわかった。系を記述するのに電極はBCSモデルを採用し、量子ドットおよび量子ドットと電極相互作用はAnderson模型のSlave Boson理論を採用した。伝導特性をKeldysh Green関数法を用いて解析した。なお、4/1-7/13の期間、Ben-Gurion大学物理学科にて研究に従事した。

我们正在近藤地区的量子点和超导电极之间的连接系统中进行导电研究。随着超导电极的超导间隙变大，近藤态（电极电子与量子点中的电子之间的相干耦合）受到抑制。我们通过计算超导能隙接近近藤温度时量子点的电子态密度和电导来研究这种情况。研究发现，随着超导能隙从零增大，作为量子点电子态密度主峰的近藤共振态逐渐从电极费米面上方移动到电极费米面下方。这表明量子点的基态正在从近藤态（自旋单线态）转变为自旋双线态。超导间隙附近也出现峰结构。这个峰值被认为反映了近藤效应和超导性之间的冲突。由于电子和空穴在两个电极之间来回移动的多次安德烈夫反射，电导与普通导体的电导表达式不同。换句话说，发现仅费米表面处的量子点的透射率是不确定的。为了描述该系统，对于电极使用BCS模型，对于量子点以及量子点与电极之间的相互作用使用安德森模型的从属玻色子理论。使用凯尔迪什格林函数方法分析传导特性。此外，4月1日至7月13日，我在本古里安大学物理系从事研究。