关联量子点的交流噪声谱特性研究

交流噪声谱是研究量子点关联效应和表征器件性能参数的重要手段。现有理论方法受限于绝热近似和旋波近似等简化处理，难以揭示交流场和量子点中复杂关联效应的共同作用机制，亟待发展新的交流噪声谱理论方法。针对这一课题，本项目将（1）从Floquet定理出发，发展量子主方程和非平衡格林函数等交流量子输运理论方法，研究量子点中交流场和复杂关联效应的共同作用机制；（2）发展表征交流噪声谱的全计数统计方法和MacDonald公式，研究量子点-电极耦合机制、关联效应和量子相干性等在交流噪声谱中的特性；（3）利用本项目提出的交流量子输运理论，研究超导体/量子点/超导体器件中交流约瑟夫森效应和关联效应主导的输运性质，利用交流噪声谱提取器件的关键参数。通过本项目的研究，丰富和发展交流量子输运理论方法，揭示量子点中交流场与复杂关联效应的共同作用机制，为实现从交流噪声谱提取器件的关键参数提供理论依据和实验思路。

根据项目申请书的研究安排, 我们一方面重点开展了量子点等纳米器件的交流量子输运性质研究. 重点研究了超导体/单分子/超导体结构中的输运性质. 由于超导异质结中的Josephson效应, 交流电场在这类器件中起着重要作用. 同时, 单分子器件中关联效应, 特别是电子-声子耦合非常强烈, 对输运性质起到决定性作用. 我们基于Floquet非平衡格林函数方法, 结合Lang-Firsov变换方法, 研究了这类分子器件中关联效应与交流场的共同作用机制及输运特征。研究表明，交流Josephson效应与电子-声子耦合的作用能够导致特殊的微分电导峰，而交流Josephson电流也产生了π的相移以及超Poisson噪声。这些研究结果较好的解释了Marchenkov等人报导的实验结果（Nat. Nanotech. 2, 481 (2007)），受到了审稿人的较好评价。相关结果发表在Phys. Rev. B等期刊。另一方面, 我们密切联系学科发展前沿, 对超导半导体量子线中可能出现的拓扑绝缘体及Majorana费米子等输运性质开展了研究。相关结果发表在Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett.等期刊。目前共发表6篇研究论文，另有2篇正在审稿过程中，完成了项目的预订目标。