双电子分子量子点中的普适输运特征：栅极可调洪德规则、欠屏蔽近藤效应与量子相变

我们在此回顾了在无强自旋轨道效应情况下双电子分子晶体管物理的一些普适方面。最近的几个量子点实验表明，静电背栅可用于控制磁能级的能量色散。我们讨论了金属接触与两个不同分子轨道的非对称耦合如何确实在量子点中存在单重态和三重态时导致栅极可调的洪德规则。对于单重态构成（非磁性）基态的栅极电压，通常观察到低电压输运的抑制，然而这种抑制可以以有限偏压下增强的共隧穿特征的形式恢复。更有趣的是，当控制栅极电压以获得三重态构型时，零偏压下出现自旋 S=1 的近藤异常，并伴有与大于 1/2 的自旋欠屏蔽相关的非费米液体特征。最后，我们器件中小的裸单重态-三重态分裂允许通过栅极在这两种磁构型之间进行精细调节，导致一种去屏蔽量子相变。该相变发生在非磁性单重态相（其中发生两阶段近藤效应）和部分补偿（欠屏蔽）磁矩类似于磁“有序”态的三重态相之间。通过使用新的数值重整化群模拟（专门设计用于捕捉库仑钻石内的尖锐有限电压共隧穿特征），并结合双轨道安德森模型的互补非平衡图解计算，这些观测结果在理论上被置于一个一致的全局图景中。这项工作应进一步阐明经典近藤问题的多轨道扩展仍然提出的复杂难题。