强关联三量子点体系中的量子相变和多体效应

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在本文当中,我们使用数值重整化群方法探讨了并联三量子点体系在强关联作用下的量子相变和多体效应。通过分析量子点上局域自旋、电荷占据数以及它们的关联函数,得到了零温下该体系丰富的相图以及电荷振荡现象。本文首先讨论了在轨道能级e取不同的值时,该体系的量子相变和电荷输运性质。我们主要关注点间库伦排斥作用V和外磁场B对量子相变和电荷输运的影响。在粒子-空穴对称下,当B=0时,随着V的增加,在临界点Vc≈U处得到了一个自旋四重态到双重态的一级相变,这里的U是在位库伦排斥作用。当e不在粒子-空穴对称点时,相变的次序跟e的大小密切相关。当e稍微偏离粒子-空穴对称点,我们得到了一个自旋双重态到自旋单态的一级相变;当e更多的偏离粒子-空穴对称点时,得到了两个一级相变,分别是体系从自旋四重态到自旋双重态,再到单态的转变;当e继续增大,在临界点Vc1处得到了一个自旋四重态到三重态的一级相变,并且在临界点Vc2处得到了一个KT(Kosterlitz-Thouless)相变。对于较大的e,体系也呈现出两个不同的级相变,但相变次序则是从自旋四重态到三重态再到双重态。当B≠0时,得到的结论表明,B的作用主要是抵消V的影响。当V>U时,随着B的增加,我们得到了一些从低自旋量子态到高自旋态的一级或者二级相变,相变的次序取决于e的取值区问。与此同时,在参数适当的外磁场区间,我们也发现了近藤效应的恢复以及一些完美的自旋过滤器特征。接下来,我们讨论了存在能级差时,该三量子点体系的电荷振荡现象。即使能级差非常小时,电荷振荡仍然很强烈。我们将这种电荷振荡现象归功于强关联体系中的多体效应,而不是在之前的一些研究双量子点体系电荷振荡的相关文献当中提到的、建立在平均场基础上的物理机制。能级差造成了各量子点上的电荷占据数的差异,而多体态的对称性则倾向于电荷在三个量子点上平均分配。我们认定正是这二者之间的相互影响造成了电荷振荡现象。
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