[论文解读] The conductance of a closed mesoscopic system

Doron Cohen, Tsampikos Kottos+1 more|arXiv (Cornell University)|May 11, 2005

Quantum and electron transport phenomena被引用 1

一句话总结

本文区分了封闭介观系统中的光谱电导与介观光电导，表明介观光电导——由量子混沌系统中非普遍扰动矩阵结构驱动——即使在 Landauer 电导减小时仍可增加。由于动力学瓶颈导致能量扩散受抑制，能量吸收减少，从而为弹道介观器件中的耗散提供了新框架。

ABSTRACT

Abstract. We make a distinction between the spectroscopic and the mesoscopic conductance of closed systems. We show that the latter is not simply related to the Landauer conductance of the corresponding open system. A new ingredient in the theory is related to the non-universal structure of the perturbation matrix which is generic for quantum chaotic systems. These structures may created bottlenecks that suppress the diffusion in energy space, and hence the rate of energy absorption. The resulting effect is not merely quantitative: For a ring-dot system we find that a smaller Landauer conductance implies a smaller spectroscopic conductance, while the mesoscopic conductance increases. Our considerations open the way towards a realistic theory of dissipation in closed mesoscopic ballistic devices. 1.

研究动机与目标

• 阐明封闭量子系统中光谱电导与介观光电导之间的区别。
• 研究量子混沌系统中非普遍扰动矩阵结构如何影响能量扩散与电导。
• 为封闭介观光电导器件中的耗散建立一个现实的理论框架。
• 探索反直觉现象：当 Landauer 电导减小时，介观光电导反而增加。

提出的方法

• 使用将光谱贡献与介观光电导贡献分离的理论框架，分析封闭系统的电导。
• 引入非普遍扰动矩阵结构（典型存在于量子混沌系统中）作为电导行为的关键因素。
• 对系统中的能量扩散进行建模，并识别扰动矩阵中的结构特征如何形成动力学瓶颈。
• 通过比较环-点系统在封闭与开放边界条件下的电导，分离介观光电导效应。
• 以对应开放系统的 Landauer 电导作为比较的参考点。
• 应用量子混沌理论解释电导标度律的偏离。

实验结果

研究问题

• RQ1 封闭系统中的介观光电导与光谱电导有何不同？
• RQ2 非普遍扰动矩阵结构在抑制能量扩散与电导中起什么作用？
• RQ3 为何在环-点系统中，Landauer 电导减小与介观光电导增加相关？
• RQ4 如何定量描述由于动力学瓶颈导致的能量吸收抑制？
• RQ5 能否基于这些原理构建封闭介观光电导器件中耗散的现实理论？

主要发现

• 封闭系统中的介观光电导与对应开放系统的 Landauer 电导无简单关系。
• 量子混沌系统中扰动矩阵的非普遍结构可抑制能量扩散，降低能量吸收速率。
• 这些抑制效应形成动力学瓶颈，以非平凡方式改变电导行为。
• 在环-点系统中，较小的 Landauer 电导对应较小的光谱电导，但更大的介观光电导。
• 研究结果揭示了电导行为的定性差异，无法被标准输运模型捕捉。
• 本研究为封闭介观光电导器件中耗散的现实理论奠定了基础。