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散粒噪声是电子电荷离散本征特性所导致的电流相对其平均值的涨落,是一种非平衡噪声。散粒噪声比电流和电导能够带来更多的输运信息,因此散粒噪声成为近年来凝聚态物理领域中的研究热点。本论文利用非平衡格林函数结合运动方程的方法研究了单量子点系统中的噪声和微分噪声。
首先,我们研究了具有电子一声子相互作用的量子点系统的噪声。重点讨论了电子一声子耦合强度对量子点系统噪声的影响。研究发现:随着电子-声子耦合强度的增大,系统的噪声增大,同时微分噪声谱中会出现一系列的声子伴带峰,峰的高度和数目对电子-声子耦合强度的变化非常敏感。在高偏压区,Fano因子随着电子-声子耦合强度的增大而增大。
其次,在第四章,我们考虑了同时具有电子-声子相互作用和交变栅极电压的量子点系统。技术上,利用含时正则变换和Lang-Firsov变换使系统的哈密顿量变为无任何相互作用的自由哈密顿量,并利用Wick定理基于Keldysh非平衡格林函数和运动方程方法导出了一个普适的含时噪声表达式,该噪声谱公式是本章工作的重要结果。然后,数值讨论了同时具有电子-声子相互作用和外加交变电压的量子点系统的噪声、微分噪声和Fano因子。
最后,作为一个尝试性的探索,研究了导线电子的能带结构对量子点系统散粒噪声的影响。研究发现,尽管线宽函数在van Hove奇异性点处是发散的,但在电流和噪声谱公式中总的发散性恰好抵消了,所得到的结果与用宽带近似方法得到的结果定性上是一致的。当然,导线电子的能带结构也会给体系带来一些新颖的现象,例如负的微分电导和微分噪声。