自旋阻塞区双量子点中温度依赖的动力学核极化双稳态

分析了自旋阻塞区双量子点中动力学核极化（DNP）与漏电流之间的相互作用。由于超精细（HF）自旋翻转跃迁与另一种来自阻塞输运的三重态的非弹性逃逸机制之间的竞争，建立了有限的 DNP。我们关注零能量失谐（即每个点中一个电子的静电能量相等且右点中为单重态）下 DNP 的温度依赖性。我们的主要结果是存在一个转变温度，低于该温度时 DNP 呈现双稳态，从而出现漏电流随外磁场 B 变化的磁滞现象。我们在两种情况下对此进行了研究：(i) 接近 B=0 附近三个三重态能级的交叉点，此处由于原子核产生的有效磁场的不均匀性而解除了自旋阻塞。(ii) 在较高的 B 场下，两个自旋极化的三重态同时交叉两个不同的单重态能级。我们开发了简化模型，分别导出了三重态能级交叉和单重态 - 三重态能级交叉的不同转变温度 $T_{TT}$ 和 $T_{ST}$。我们发现 $T_{TT}$ 解析上仅由 HF 耦合决定，而 $T_{ST}$ 取决于各种参数且 $T_{ST}>T_{TT}$。零能量失谐下存在转变温度的关键思想在于非弹性 HF 跃迁中能量吸收相对于发射的抑制。最后，通过比较速率方程结果与 Monte Carlo 模拟，我们讨论了同时具备 HF 相互作用和另一种来自三重态的逃逸机制对于诱导有限 DNP 的重要性。