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本文用Green函数方法和散射矩阵方法,分别研究了门电极耦合微波时量子点的电子输运性质,二维电子气传递的量子点之间的RKKY相互作用,以及具有自旋-轨道耦合的势垒在纵向偏压下的横向电导等问题.
全文共分为六章:第一章介绍了量子点的结构和常见的输运现象,并介绍了处理电子输运问题的两种常用方法:散射矩阵方法和Green函数方法.第二章研究了二能级量子点门电极上加反对称交流电压后的平均线性微分电导.当交流频率与能级差共振时,电导随费米能的变化曲线中,在共振隧穿峰的位置出现一个dip;在近共振时,在共振隧穿峰的附近出现一个Fano共振峰.第三章研究了量子点能级在微波耦合影响下作周期振动时的泵效应.当量子点与左右电极耦合不对称时才能产生泵电流.在非绝热参数区,由于不同的光子协助隧穿过程的参与,泵电流随振动频率的曲线呈现振荡行为.增加温度和增加量子点与电极的耦合强度除了能抹平泵电流曲线的振荡以外,在不同的参数区具有正反两方面的效果.当某一侧电极是超导体时,由于超导能隙随温度的升高而缩减,使得温度升高时的泵效应在某些参数区间得到了极大的加强.根据简明的物理图景,解释了以上泵电流的所有行为.第四章研究了由二维电子气传递的两个量子点之间的RKKY作用.RKKY作用随量子点之间距离的增加而振荡并衰减.这种振荡含有两种周期成份,分别大于和小于费米波长.RKKY作用随量子点能级位置的变化也是振荡的.这一计算结果与其它文献中的结论有明显不同.第五章研究了由两块自旋极化材料夹一个势垒形成的三明治系统在纵向偏压下的横向输运特性,其中势垒中存在Dresselhaus自旋-轨道耦合作用.在源极和漏极靠近势垒两侧几个平均自由程的范围内,存在着由电子透射和反射造成的横向电流.它们两者之间的夹角取决于源极和漏极自旋极化相对取向的具体配置.我们研究了这两个横向电导对参数的依赖,讨论了它们两者之间的普遍关系.第六章对全文进行了简要总结,并对今后的研究进行了展望.