Münster 1997 – scientific programme

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY IV: HV IV

DY IV.1: Invited Talk

Friday, March 21, 1997, 09:30–10:15, R4

Resonanztunneln in mesoskopischen Kontakten und Quantenpunkten — •Gerd Schön, J. König und H. Schoeller — Institut für Theoretische Festkörperphysik, Universität Karlsruhe

Der Elektronentransport in mesoskopischen Systemen erfordert, da die Kopplung an die Teilchenreservoire der Kontakte wesentlich ist, oft eine Analyse mit Methoden der statistischen Physik. Als Beispiel betrachten wir Elektronentunneln durch kleine metallische Inseln und Quantenpunkte. Ladungseffekte erlauben es, einzelne Elektronenladungen zu kontrollieren (Einzel-Elektroneneffekte) und unterdrücken bei geeigneten Spannungen das Tunneln (Coulomb Blockade). Wenn die Kopplung an die Reservoire stark, d.h. der Widerstand der Kontakte kleiner als der Quantenwiderstand h/e² = 25,8 kΩ ist, reicht die störungstheoretische Behandlung nicht aus. Prozesse höherer Ordnung wie “inelastisches Resonanztunneln” und Kondo-Phänomene spielen eine Rolle. Die Zeitentwicklung der reduzierten Dichtematrix, die wir nach Ausintegrieren der fermionischen Reservoirfreiheitsgrade erhalten, bietet eine systematische, diagrammatische Beschreibung der Tunnelprozesse [1]. Die Ergebnisse: (1) Aufhebung der Coulomb Blockade, (2) Verbreiterung und Renormierung der Resonanzen und (3) ’zero-bias’-Anomalien in der nichtlinearen I−V Charakteristik [2] werden mit Experimenten verglichen.

[1] H. Schoeller and G. Schön, Phys. Rev. B 50, 18436 (1994).

[2] J. König, H. Schoeller, and G. Schön, Europhys. Lett. 31, 31 (1995); Phys. Rev. Lett. 76, 1715 (1996).