【摘 要】
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随着纳米尺度制造技术的发展,在单电子态能级上研究电子的输运问题变成可能。作为人造的原子结构,量子点具有显著的优势和便利。通过调节量子点各个电极的电压,我们可以很方便的调节相关的参数,达到更好的控制的目的。当我们把超导材料作为电极加在量子点左右两端时,就形成了超导-量子点-超导的杂化结构。这个杂化体系将涉及到很多电子的宏观量子现象和控制单电子的能力有机地结合在一起,产生出了许多特殊的现象。 本
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随着纳米尺度制造技术的发展,在单电子态能级上研究电子的输运问题变成可能。作为人造的原子结构,量子点具有显著的优势和便利。通过调节量子点各个电极的电压,我们可以很方便的调节相关的参数,达到更好的控制的目的。当我们把超导材料作为电极加在量子点左右两端时,就形成了超导-量子点-超导的杂化结构。这个杂化体系将涉及到很多电子的宏观量子现象和控制单电子的能力有机地结合在一起,产生出了许多特殊的现象。 本文主要包括三部分内容。第一章给出研究内容的背景介绍。文中首先简单介绍了碳纳米管量子点的基本性质和电子在其中的输运问题。然后介绍了什么是近藤效应以及近藤效应在具有磁性杂质的金属中和量子点中的不同。接下来,我们介绍了描述超导体的BCS理论和在超导与普通金属接触界面发生的安德列夫反射以及由此产生的约瑟夫森流。第二章介绍了处理量子点体系输运问题的格林函数理论。我们通过运用格林函数的运动方程方法,根据需要采用不同的截断近似求出体系的延迟格林函数,利用谱定理就可以得到量子点的谱密度进而求出约瑟夫森流的大小。第三章给出了研究工作的具体内容。我们用安德森杂质模型来描述超导-量子点-超导体系,给出量子点电子格林函数的具体推导过程,得到的结果和相应的物理讨论在本章第三节呈现。研究结果分为两部分：当不考虑自旋轨道耦合时,分别调节量子点能级位置和量子点与电极的耦合长度,均能够观察到约瑟夫森流的0-π转变；但当考虑自旋轨道耦合时,这种转变会变得复杂甚至出现了新的现象。
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