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四端双量子点系统中的自旋和电荷能斯特效应

郑军 李春雷 杨曦 郭永

四端双量子点系统中的自旋和电荷能斯特效应

郑军, 李春雷, 杨曦, 郭永
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  • 基于非平衡态格林函数方法,理论研究了与四个电极耦合的双量子点系统中的自旋和电荷能斯特效应,考虑了不同电极的磁动量结构和量子点内以及量子点间电子的库仑相互作用对热电效应的影响.结果表明铁磁端口中的磁化方向能够有效地调节能斯特效应:当电极1和电极3中的磁化方向反平行排列时,通过施加横向的温度梯度,系统中将会出现纯的自旋能斯特效应;当电极4从普通金属端口转变为铁磁金属端口时,将同时观测到电荷和自旋能斯特效应.研究发现,能斯特效应对于铁磁电极极化强度的依赖程度较弱,但对库仑排斥作用十分敏感.在量子点内和点间库仑排斥作用的影响下,自旋及电荷能斯特系数有望提高两个数量级.
      通信作者: 郑军, zhengjun@bhu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11547209,11604021,11574173)、辽宁省博士科研启动基金指导计划(批准号:201601352)、低维量子物理国家重点实验室开放课题(批准号:KF201613)和北京市教育委员会科技计划一般项目(批准号:KM201410028021)资助的课题.
    [1]

    Dubi Y, Di Ventra M 2011 Rev. Mod. Phys. 83 131

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    Chen X B, Duan W H 2015 Acta Phys. Sin. 64 186302 (in Chinese) [陈晓彬, 段文晖 2015 物理学报 64 186302]

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    Xu Z A, Shen J Q, Zhao S R, Zhang Y J, Ong C K 2005 Phys. Rev. B 72 144527

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    Lee W L, Watauchi S, Miller V L, Cava R J, Ong N P 2004 Phys. Rev. Lett. 93 226601

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    Banerjee A, Fauque B, Izawa K, Miyake A, Sheikin I, Flouquet J, Lenoir B, Behnia K 2008 Phys. Rev. B 78 161103

    [7]

    Small J P, Perez K M, Kim P 2003 Phys. Rev. Lett. 91 256801

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    Fert A 2008 Rev. Mod. Phys. 80 1517

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    Seki T, Hasegawa Y, Mitani S, Takahashi S, Imamura H, Maekawa S, Nitta J, Takanashi K 2008 Nature Mater. 7 125

    [12]

    Checkelsky J G, Ong N P 2009 Phys. Rev. B 80 081413

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    Cyr-Choiniere O, Daou R, Laliberte F, LeBoeuf D, Doiron-Leyraud N, Chang J, Yan J Q, Cheng J G, Zhou J S, Goodenough J B, Pyon S, Takayama T, Takagi H, Tanaka Y, Taillefer L 2009 Nature 458 743

    [14]

    Tauber K, Gradhand M, Fedorov D V, Mertig I 2012 Phys. Rev. Lett. 109 026601

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    Cheng S G, Xing Y X, Sun Q F, Xie X C 2008 Phys. Rev. B 78 045302

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    Bulka B R, Kostyrko T 2004 Phys. Rev. B 70 205333

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    Sun Q F, Xing Y X, Shen S Q 2008 Phys. Rev. B 77 195313

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    Jonson M, Girvin S M 1984 Phys. Rev. B 29 1939

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    Oji H, Streda P 1985 Phys. Rev. B 31 7291

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-12-20
  • 修回日期:  2017-01-20
  • 刊出日期:  2017-05-05

四端双量子点系统中的自旋和电荷能斯特效应

  • 1. 渤海大学新能源学院, 锦州 121013;
  • 2. 首都师范大学初等教育学院, 北京 100048;
  • 3. 清华大学物理系, 北京 100084;
  • 4. 量子物质科学协同创新中心, 北京 100084
  • 通信作者: 郑军, zhengjun@bhu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11547209,11604021,11574173)、辽宁省博士科研启动基金指导计划(批准号:201601352)、低维量子物理国家重点实验室开放课题(批准号:KF201613)和北京市教育委员会科技计划一般项目(批准号:KM201410028021)资助的课题.

摘要: 基于非平衡态格林函数方法,理论研究了与四个电极耦合的双量子点系统中的自旋和电荷能斯特效应,考虑了不同电极的磁动量结构和量子点内以及量子点间电子的库仑相互作用对热电效应的影响.结果表明铁磁端口中的磁化方向能够有效地调节能斯特效应:当电极1和电极3中的磁化方向反平行排列时,通过施加横向的温度梯度,系统中将会出现纯的自旋能斯特效应;当电极4从普通金属端口转变为铁磁金属端口时,将同时观测到电荷和自旋能斯特效应.研究发现,能斯特效应对于铁磁电极极化强度的依赖程度较弱,但对库仑排斥作用十分敏感.在量子点内和点间库仑排斥作用的影响下,自旋及电荷能斯特系数有望提高两个数量级.

English Abstract

参考文献 (20)

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