含缺陷的一维关联导体中电子输运的动力学区制

本文从理论上研究了具有孤立局部缺陷（如杂质或非绝热接触）的一维导体中的电子输运。在导致幂律 I-V 曲线的著名隧穿区制之外，预测了关联一维系统中的一种新导电区制。在该区制中，当电压偏置高于阈值 $V_T$ 时，量子线变得“开启”，引起直流电流 $\bar I$ 的快速增加，并伴随频率为 $f = \bar I/e$ 的交流振荡。交流产生效应与由缺陷产生的电子密度 Friedel 振荡的滑动有关。该效应的表现类似于 Coulomb 阻塞和 Josephson 效应。结果表明，施加于系统的自旋偏置会由于缺陷处自旋-电荷分离的破坏而影响 I-V 曲线。在长度 $L < L_0 \sim \hbar v_F/eV_T$ 的短量子线中以及在高温 $T > T_0 \sim eV_T/k_B$ 下，该效应被涨落破坏。阈值电压 $V_T$ 由经涨落重整化的杂质势的 $2k_F$ 分量决定。利用玻色化技术，采用具有短程或长程 Coulomb 相互作用的 Tomonaga-Luttinger 哈密顿量描述了一维导体。我们导出了考虑引线中弛豫的边界条件，并允许求解非平衡问题。通过 Gaussian 模型研究电荷涨落，该模型在大电压或足够强的电子间排斥极限下可严格证明。自旋涨落则通过适用于自旋旋转不变相互作用情况的重新费米化技术严格加以考虑。