单电子盒的有效充电能

我们在低温下对单电子盒中的电子隧穿进行数值计算。该器件的有效作用等价于具有长程相互作用的经典XY自旋链的哈密顿量。通过一种高效的簇算法和一种新的转移矩阵蒙特卡罗方法,我们能够计算在隧道电阻极小的极限下有效充电能$E_C^*$。虽然以前的蒙特卡罗模拟仅限于弱和中等隧道 regime,但我们的方法将$E_C^*$值的范围扩展了超过30个数量级。这使得我们能够清晰地观察到$E_C^*$随着隧道电导$\alpha$增大而呈指数衰减。对于大的但固定$\alpha$,$E_C^*$的修正项在$\beta E_C^* \ll 1$的intermediate温度行为与$\beta E_C^*\gg 1$的零温行为之间 exhibits一种横断。我们在两种regime中确定了该修正项,并将数值结果与众多且有争议的强隧道极限的理论预测进行比较。