耦合于铁磁电极量子点中的Kondo效应

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作为展现低维介观体系量子效应的典型代表,量子点结构成为近年来的研究热点,特别是在量子点的隧穿电导中发现了非常明显的Kondo现象后,使Kondo现象成为在凝聚态物理学中一个非常著名和被广泛研究的现象。Kondo效应最初起源于稀磁合金中的低温物理反常现象,在最近几年里,由于纳米技术的进步,人们已经能够把一个量子点嵌入到电路中,在人为控制条件下研究介观Kondo效应,这唤起了人们对Kondo效应新的兴趣。与稀磁合金中Kondo效应导致低温电阻增加不同的是,在量子点系统中,由于在费米能级处的Kondo共振为电流提供了一个新的通道,因而介观Kondo效应导致了系统电导的增加。最近,许多努力用于研究耦合于铁磁电极的量子点系统的基质性质,基于这一点我们利用隶玻色平均场近似,以及运动方程等理论通过求解格林函数的方法:一方面,研究了耦合于铁磁电极和介观环的单量子点系统中的Kondo效应,研究结果表明:(i)当磁电极磁矩反平行时,自旋向上和自旋向下的Kondo峰出现在同一位置,并且这种重合完全不受铁磁电极中极化强度、介观环的磁通和格点数的影响。(ii)当磁电极磁矩平行时,自旋向上和自旋向下的Kondo峰出现了明显的分裂。同时,这种出现在费米能级处的Kondo峰还随介观环的磁通和格点数的增大呈周期性变化。(iii)单电子准能级产生的自旋分裂和自旋弛豫下的Kondo峰的分裂都可由铁磁电极的磁化强度来控制,可用来产生自旋阀效应。这种自旋阀效应完全是由强关联和磁耦合所造成,它清晰地证明了近藤散射的介观特性。 另一方面,我们研究了通过耦合于铁磁电极的双量子点系统中的自旋倒逆过程,我们发现自旋倒逆强度是控制输运现象的一个重要参数。研究结果表明在自旋倒逆强度较大的情况下:(i)当磁电极磁矩平行时,最初双量子点中自旋向上的Kondo峰分裂为两个峰,而自旋向下的Kondo峰被抑制或是从分裂峰变为一个峰,并且在平衡态下和非平衡态下都会出现这样的情况。(ii)当磁电极磁矩反平行时,左侧量子点的现象和平行时一样,但右侧量子点的情况却相反。这一新结果有望在研究自旋电子学中的电子相关性方面起到指导意义。
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