ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ НА СПИНОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ОБМЕН В КВАНТОВЫХ ТОЧКАХ. АНАЛИЗ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛОВ ПО ТРАЕКТОРИЯМ ФЕЙНМАНА
Шевкунов С.В.

Поступила в редакцию: 9 Сентября 2014

DOI: 10.7868/S0044451015050158

DJVU (304K)

PDF (907.7K)

Методом интегралов по траекториям, из первых принципов выполнено компьютерное моделирование смешанных квантовых состояний модельных квантовых точек размером 1-5 нм эллипсоидальной формы с «мягкими» стенками, содержащих два и три квантово-неразличимых нерелятивистских электрона. Расчет свободен от одноэлектронного приближения и приближений теории среднего поля, проведен с принципиально точным учетом кулоновских, обменных корреляций всех порядков и спиновой переменной. Получены распределения по собственным функциям оператора квадрата спина и равновесные значения спинового числа в зависимости от формы квантовой точки и температуры. Полный набор симметризованных по перестановкам базисных функций в соответствии со спином системы получен действием операторов симметрии Юнга. Зависимость энергии от формы квантовой точки соответствует отрицательному знаку поверхностного натяжения на ее границе. Расчет показывает, что спиновая магнитная восприимчивость в системе двух электронов сильно убывает для квантовых точек сферической формы («спаривание» спинов), а температурные зависимости имеют ярко выраженный максимум, положение которого зависит от формы квантовой точки. Для трех электронов в области сплюснутой формы квантовой точки наблюдается инверсия энергетических уровней спиновых состояний, которая отражается на спиновой магнитной восприимчивости. Результаты свидетельствуют о сильной зависимости энергии коллективных спиновых состояний электронов от детального учета обменных и кулоновских пространственных корреляций.