مطالعه ترابرد بار و اسپین در نقطه های کوانتومی در رژیم انسداد کولنی

پایان نامه به مطالعه خصوصیات ترابرد و ترموالکتریکی سیستم های تشکیل شده از نقطه های کوانتومی در رژیم انسداد کولنی اختصاص دارد. ترابرد بار و اسپین درون این سیستم ها هم با استفاده از فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی و هم بوسیله معادله نرخ بررسی می گردد. ما نشان می دهیم که نوع الکترودها می تواند روی خصوصیات ترابرد نقطه های کوانتومی تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، یک نقطه ی کوانتومی جفت شده به دو الکترود فلزی را می توان به عنوان یک شیر اسپینی در نظر گرفت، مادامی که نقطه ی کوانتومی جفت شده به یک الکترود فلزی و یک الکترود فرومغناطیس همانند یک دیود اسپینی رفتار می نماید. کارکرد یک دیود اسپینی متشکل از یک نقطه ی کوانتومی جفت شده به یک الکترود فلزی و یک فرومغناطیس با استفاده از مطالعات نرخ بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که چرخش اسپینی باعث کاهش محسوس قطبیدگی جریان می گردد و قدرت اتصال بین نقطه ی کوانتومی و الکترودها تاثیر عظیمی بر کارکرد دیود دارد. علاوه بر این، مشاهده می شود که هندسه مذکور می تواند در حضور گرادیان دما نیز به عنوان یک دیود اسپینی در نظر گرفته شود. اثر تداخل کوانتومی، برهم کنش کولنی، و تونل زنی بین نقطه های کوانتومی بر خصوصیات ترابرد سیستم های دو نقطه ی کوانتومی بررسی می شود. علاوه بر این، خصوصیات ترموالکتریکی نقطه های کوانتومی در رژیم پاسخ خطی نیز بررسی می شود. مشاهده می گردد که این وسایل نسبت به نمونه های کپه ای دارای کارایی ترموالکتریکی بهتری می باشند. ترابرد وابسته به فونون درون نقطه های کوانتومی با استفاده از فرمول بندی های معادله نرخ و تابع گرین غیر تعادلی مطالعه می گردد. برهم کنش الکترون-فونون منجر به ظهور پدیده های جالب و بدیعی همانند هدایت دیفرانسیلی منفی و زیرنوارهای نوسانی در طیف هدایت می گردد. تاثیر این برهم کنش بر خصوصیات ترموالکتریکی نقطه های کوانتومی هم بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد که برهم کنش الکترون-فونون باعث افزایش نوسانات توان گرمایی، افزایش تعداد پیک های عدد شایستگی و کاهش بزرگی آن می شود. علاوه بر این، ترابرد وابسته به فوتون در نقطه های کوانتومی و در رژیم بی دررو مورد بررسی قرار می گیرد. جریان وابسته به اسپین و زمان درون یک نقطه ی کوانتومی تحت تاثیر ولتاژ گیت پله ای و میکروموج با استفاده از فرمول بندی تابع گرین بررسی می شود. علاوه براین، اثر میدان های وابسته به زمان بر مقاومت مغناطیسی تونل زنی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد.