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近二十年来,随着纳米技术的发展,人们对介观系统的研究取得了长足的进展。本文使用非平衡格林函数理论对量子点中的圆极化场引起的动力学0-π相变进行了研究。本文由三章构成:
第一章中,简要地介绍了超导系统中的Andreev反射现象,Joseph—son效应以及0-π相变。
在第二章中,我们通过一个超导—量子点—超导系统详细介绍了用非平衡格林函数方法计算通过散射区的直流电流的一般步骤,这是本文所使用的最主要的研究方法。
在第三章中,我们理论上研究了一个量子点系统的动力学0-π相变,这个系统由处于圆极化场下的量子点耦合到两个超导电极构成。用Nambu ⊕自旋空间非平衡格林函数技术,我们首先推导出了圆极化场作用下系统的电流和自旋流的公式。我们发现由于泵效应电流由两部分组成:无耗散的Josephson电流和耗散的准粒子电流,而系统中的自旋流只是由准粒子流贡献。在此基础上,我们研究了Josephson电流随圆极化场频率、强度的变化关系。我们的数值计算显示圆极化场作为泵动力可以诱导动力学0-π相变的发生。对于自旋流,在零温下我们发现当圆极化场的频率大于两倍的超导能隙时,自旋流产生并且是两边超导相位差的偶函数。最后,我们还简要讨论了量子点中强Coulomb相互作用对电荷和自旋输运过程的影响。