可调点-线耦合对双量子点干涉仪中量子输运的影响*

利用关系式和通过自洽的方法可以得到量子点内的粒子占据数。图2给出两量子点间无点间隧穿耦合，即，时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的电子占据数随能级的变化。由图可知物理论文，随着量子点位能的减少(相对于化学势的增加)，平均电子占据数以台阶的方式增加，两台阶分别发生在。这是由于两量子点内库仑相互作用的存在使得单粒子能级为和，化学势保持为零，量子点位能的降低将导致电子相继填充量子点的能级，从而使得平均电子占据数产生阶梯的形状。但是，可以发现点-导线间的耦合强度不同，两量子点中阶梯状的平均电子占据数的分离程度不同，且两台阶的平缓程度也不同。如图2a)，两量子点的平均电子占据数在两台阶处变化急剧，且分离明显，所以总的平均电子占据数分离为四台阶阶梯状；而对于(如图2b)),量子点2中的平均电子占据数在两台阶处变化平缓，但第二个台阶以后，随着能量的降低，量子点2中的电子占据数小于量子点1中的；进一步，如图2c)-e)所示，当 ，及 时，两量子点中的平均电子占据数在两台阶处均变化比较平缓。

图2 两量子点间无点间隧穿耦合时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的电子占据数随能级的变化。a)； b) ； c) ； d) ；

e) ; 其它参数为k_BT=0.1，U₁=5.0，U₂=5.0。

接下来，讨论了两量子点间有一定点间隧穿耦合()时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的电子占据数随能级的变化。对照图2，从图3可知，考虑点间隧穿耦合时，点-导线间的耦合强度对双量子点干涉仪结构中电子输运的影响加剧。除的情况外，两量子点中的平均电子占据数的分离增强。对于，两量子点中的平均电子占据数在台阶 处的分离消失，而越过此台阶以后，由于量子点2中的平均电子占据数减少，则分离增强。对于 , 及，如图3b)，3c)和3d)所示，两量子点中平均占据数在越过台阶后就开始发生分离。然而对于，量子点2中的电子占据数在库仑阻塞域大于量子点1的。

图3 两量子点间有一定点间隧穿耦合()时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的电子占据数随能级的变化。a);

b) ; c)

d) ; e) ;

其它参数与图2相同

图4 两量子点间无点间隧穿耦合时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的局域态密度随能级的变化。左列为单个量子点中的态密度，右列为总的态密度。

a)和a^’); b)和b^’) ;

c)和c^’) ; d)和d^’);

e)和e^’) ;

其它参数为，k_BT=0.1，U₁=5.0，U₂=5.0。

进一步，量子点的局域态密度可由格林函数表示为：论文网站大全。

为了深入的阐述点-导线间耦合强度的变化对双量子点干涉仪结构中电子输运的影响，图4与图5分别给出不考虑点间隧穿耦合强度和一定点间隧穿耦合强度的情况下，不同点-导线间隧穿耦合强度对量子点局域态密度的影响。可见，量

图5 两量子点间有一定点间隧穿耦合()时，不同导线与点间耦合强度情况下，量子点内的局域态密度随能级的变化。左列为单个量子点中的态密度，右列为总的态密度。a)和 a^’); b)和b^’) ;

c)和c^’) ; d)和d^’);

e)和e^’) ; 其它参数为与图4相同。

子点的局域态密度依赖于粒子占据数。首先，从图4与图5可知，与平均粒子占据数的阶梯结构类似，量子点1，2的LDOS曲线表现为双峰结构(见图4与图5左列)，总LDOS曲线表现为四峰结构(见图4与图5右列)，其间距由量子点内的库仑相互作用决定。其次，无论是否考虑点间隧穿耦合强度，不同点-导线间隧穿耦合强度，LDOS曲线峰强不同(如图4b) 与图5b))，这与平均粒子占据数的阶梯结构中台阶的急缓程度相对应。当平均粒子占据数的阶梯结构中台阶变化平缓时，LDOS曲线峰强较弱。另外，对于一定的点-导线间隧穿耦合，同一量子点的LDOS曲线中，对应于量子点能级的峰强大于对应于量子点能级的。这是因为，电子倾向于占据能量较低的能级。最后，对照图4与图5可知，由于点间耦合的存在，量子点1的LDOS曲线对应于能级的峰强减弱。

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