自旋轨道耦合的量子点体系在Kondo区的量子输运研究

本项目研究自旋轨道耦合的量子点体系在Kondo强关联区的量子输运。以量子点体系中各种实验可观测的自旋轨道耦合效应为依据，建立同时包含自旋轨道相互作用和库仑相互作用的量子输运理论。研究在各种自旋轨道耦合（特别是非Rashba型自旋轨道耦合）和Kondo关联共存的情况下，量子点系统的输运性质、热力学性质和自旋动力学。阐明这类系统中发生的物理过程，揭示与自旋相关的各种新效应、新现象。解释一些有重要意义的实验，提出一些原创性的自旋电子器件设计，为自旋轨道耦合和Kondo效应在未来的自旋电子学及固态量子信息器件中的可能应用提供理论探索。

经过课题组成员的共同努力，本项目已按计划顺利完成，取得了一些较好的研究成果（完成SCI论文6篇）。对碳纳米管量子点（杂质）体系，我们系统性地研究了自旋轨道相互作用和干涉效应导致的Kondo量子相变问题，针对不同的杂质吸附位置和纳米管属性，我们得到了详细的相图和相应的STM输运谱；我们还研究了电子声子相互作用对该体系输运性质的影响，解释了Nat. Phys.上的实验结果，并进一步预言这种影响决定于自旋轨道相互作用和声子频率之间的相对大小；我们还研究了碳纳米管量子点在Kondo区中自旋轨道相互作用和铁磁电极在外加磁场情况下的补偿效应，发现了外磁场对自旋、轨道和Kramers有效极化场的不同补偿行为。对石墨烯杂质体系，我们系统研究了杂质在空轨道区、混合价区和Kondo区的STM输运谱，发现了比较奇异的Kondo-Fano效应。对正常电极－量子点－超导电极体系，我们研究了Andreev反射和电声耦合共同作用下导致的输运谱中的声子边带问题，发现这种声子边带具有很好的抵抗热扰动性质，从而便于实验观测。