相互作用量子点中的非弹性 cotunneling 诱导的脱相干与松弛、电荷与自旋电流
介观与纳米尺度物理
2009-11-11 v3
摘要
我们对强库仑阻挡量子点 (QD) 在有限磁场作用下的非平衡 cotunneling 的若干方面进行理论分析。通过发展一种通用的量子海德林-朗格因方程方法，得到一组 Bloch 动力学方程，用以简洁紧凑地描述非平衡 cotunneling。这些方程明确地以自由储备变量的响应函数和相关函数形式描述了 QD 中自旋变量的时间演化。该方法不仅提供了由 cotunneling 诱导的局域自旋松弛和脱相干的解析表达式，也便于在任意偏置电压、磁场和温度条件下计算非平衡磁化、电荷电流和自旋电流。我们发现，所有 cotunneling 事件都会产生脱相干，但只有由弹性自旋翻转 cotunneling 过程才能产生松弛。此外，我们的具体计算表明，涉及电子转移的 cotunneling 过程 (包括自旋翻转和非自旋翻转) 贡献于电荷电流，而仅有自旋翻转 cotunneling 过程才能在非对称耦合情况下产生净自旋电流。我们还指出，在非零磁场的影响下，自旋翻转 cotunneling 是一种耗能过程，需要足够强的外部偏置电压才能被激活，从而解释了低温下微分导电的行为：在电荷电流中出现零偏置异常的分裂，以及在自旋电流接近零偏置电压处出现一个较宽的零幅度“窗口”。
关键词
引用
@article{arxiv.cond-mat/0508278,
title = {Inelastic cotunneling induced decoherence and relaxation, charge and spin currents in an interacting quantum dot under a magnetic field},
author = {Bing Dong and Norman J. M. Horing and H. L. Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0508278},
year = {2009}
}
备注
15 pages, 5 figures, published version, to appear in Phys. Rev. B