Bistabile Quantenstörstellen und Kondomodelle fern des Gleichgewichts
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Stark korrelierte Systeme fern des Gleichgewichts waren und sind ein faszinierendes Thema und noch weit offenes Forschungsfeld. In den letzten Jahren wurden dabei neben den Quantendots auch kalte Atome in optischen Fallen eine wichtige Systemklasse. Der vielleicht vielversprechendste Teil des ursprünglichen Antrags, die Untersuchung bistabiler Quantenstörstellen wurde in wesentlichen Teilen in einer Arbeit untersucht. Da wir frühzeitig von ersten Erfolgen dieser Arbeit hörten, verfolgten wir diese Richtung nicht weiter. Ein wichtiger Effekt eines endlichen Stromes durch eine Nanostruktur ist die Dephasierung quantenkohärenter Prozesse durch ein strominduziertes Rauschen. Dieses bestimmt zwar die Physik des Kondoeffekt bei hohen Spannungen entscheidend, hat aber praktisch keinen Einfluss auf die Strom-Spannungskennlinie, also auf die wichtigste und meistens einzige Messgröße. Wir haben daher eine Nanostruktur (Quantenpunkt im Kondoregime) mit drei Zuleitungen untersucht. Dies lässt sich z.B. durch Ringstrukturen realisieren. In diesem Modell erhält man bei geeigneter Wahl der Parameter die gewünschte Sensititivät auf Dephasierungsprozesse, die wir im Rahmen einer perturbativen Nichtgleichgewichtsrenormierungsgruppenrechnung bestimmten. Im Gleichgewicht konnten wir Dephasierungsraten, wie man sie z.B. mit Experimenten zur schwachen Lokalisierung bestimmen kann, auch nichtperturbativ, numerisch exakt berechnen und erfolgreich mit Experimenten vergleichen. Wir verwendeten die perturbative Nichtgleichgewichtsrenormierungsgruppe auch zur Beschreibung von Experimenten an Kohlenstoffnanoröhrchen, die einen Singlet nach Triplettübergang zeigen. Eine interessante Frage für viele Gebiete der Nichtgleichgewichtsphysik ist die Lebensdauer von hochenergetischen Zuständen, die deshalb langsam zerfallen, weil es lokal nicht genügend Freiheitsgrade gibt, um die Energie aufzunehmen. So ist z.B. die Lebensdauer doppelt besetzer Zustände im Hubbardmodell exponentiell groß im Verhältnis von Wechsel wir kungsstärke und Bandbreite. Dies kann man ausnützen, um in Experimenten mit kalten Atomen exotische Materiezustände wie Supraleitung bei endlichem Impuls zu generieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Non-equilibrium conductance of a three-terminal quantum dot in the Kondo regime: Perturbative Renormalization Group, Phys. Rev. B 73, 081309R (2006)
N. Shah and A. Rosch
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Nonequilibrium Singlet-Triplet Kondo Effect in Carbon Nanotubes, Nature Physics 2, 460 (2006)
J. Paaske, A. Rosch, P. Wölfle, N. Mason, C. M. Marcus, J. Nygard
