电子协同隧穿事件之间等待时间的分布

摘要： 在共振隧穿机制下，当量子点或分子与宏观电极弱耦合时，单电子输运过程主要由序列过程主导。然而在库仑阻塞区，协同隧穿过程占主导地位。协同隧穿是本质上的量子现象，因此会产生有趣的现象（例如电流散粒噪声增强）。由于协同隧穿过程本质上比序列过程更快，研究协同隧穿起作用的系统其短时行为及这些系统是否呈现非更新统计特性具有重要意义。本文探讨三个问题：当电子通过协同隧穿或序列过程从源极隧穿至漏极后，下一个电子发生协同隧穿的等待时间是多少？这些等待时间间隔具有怎样的统计特性？协同隧穿如何影响存在强非弹性电子-电子相互作用系统的统计特性？为解答这些问题，我们通过n分辨马尔可夫主方程扩展了现有单电子输运中等待时间分布的形式体系以包含协同隧穿过程。研究表明：对于单个共振能级，包含协同隧穿过程的解析等待时间分布能提供单个隧穿振幅的信息；在深度库仑阻塞区的单共振能级和安德森杂质体系中，两个电子以零等待时间协同隧穿至漏极的概率非零；此外我们证明在高电压条件下，协同隧穿过程会轻微改变存在强非弹性电子-电子相互作用的安德森杂质的非更新行为。