大型库仑阻塞量子点的基态性质
介观与纳米尺度物理
2013-05-29 v2 强关联电子
摘要
利用重正化群技术，我们分析了通过长而窄的通道与电子库耦合的大型门控量子点的平衡性质。将通道中的电子视为一维相互作用的，我们证明对于接近开放的量子点和不太强的自旋涨落，基态性质作为栅压的函数在半整数平均量子点占据数处是非解析的。具体而言，K. A. Matveev在Phys. Rev. B 51, 1743 (1995)中的精确结果，即量子点电容表现出周期性对数奇异性，被重新推导为非相互作用电子的特例。我们证明这一结论在存在SU(2)自旋对称性时也成立，并认为只要库仑阻塞被破坏，对数奇异性就会持续存在，这将在隧穿足够强且粒子间排斥不太强的情况下发生。我们表明，粒子间排斥有助于库仑阻塞在隧穿足够弱时抵抗零点运动的无序效应。随着隧穿的增加，库仑阻塞通过Kosterlitz-Thouless相变消失，其特征是量子点占据数跳变，其大小仅由通道中的粒子间排斥决定。类似的结论适用于没有SU(2)自旋对称性的系统，只是电容的对数奇异性被幂律非解析性所取代，其指数表征自旋涨落的程度。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0608028,
title = {Ground-state properties of a large Coulomb-blockaded quantum dot},
author = {Eugene B. Kolomeisky and Michael Timmins and Ryan M. Kalas},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0608028},
year = {2013}
}
备注
14 pages, 2 figures, minor changes in response to referee comments, version to be published