ИСТИНА

Проект посвящен исследованию формирования и кинетики многочастичных перепутанных состояний в коррелированных наноструктурах, взаимодействующих с резервуаром, и их диагностике с помощью изучения нестационарных процессов, протекающих в системе. С целью детектирования перепутанных состояний особое внимание будет уделено совместному анализу нестационарных спин-поляризованных токов, возникающих при включении взаимодействия с резервуаром, и контролю за динамикой локализованного заряда. В настоящее время исследование нестационарных процессов в коррелированных наноструктурах является актуальной задачей как с фундаментальной, так и с технологической точек зрения. Это связано с тем, что с одной стороны - нестационарные характеристики, наряду с высшими корреляционными функциями, позволяют получить более полную информацию о фундаментальных физических свойствах исследуемой системы по сравнению со стационарными. С другой стороны, для разработки современных устройств сверхмалых размеров с заданными характеристиками электронного транспорта (спиновых турникетов, клеточных автоматов, элементов логической памяти и т.д.) необходимо тщательно исследовать нестационарные эффекты, переходные процессы и временную эволюцию приготовленных в начальный момент времени состояний. Особый интерес представляет возможность классификации коррелированных систем по их нестационарным свойствам - особенностям временной эволюции приготовленных в начальный момент времени неравновесных состояний. Будут исследованы условия протекания спин-поляризованных нестационарных токов при подключении исследуемой системы связанных наноструктур к одному или двум берегам туннельного контакта в заданный момент времени и возможность управления спиновой поляризацией и направлением нестационарных токов при изменении напряжения на туннельном переходе. Также будет изучена возможность контролируемого изменения степени перепутанности многоэлектронных состояний в коррелированных квантовых точках за счет приложенного напряжения. В коррелированных наноструктурах, взаимодействующих с резервуаром, будет проанализирована зависимость кинетики элементарных возбуждений и особенностей нестационарного электронного транспорта от статистических свойств резервуара, определяемых его корреляционными функциями. Кроме того, предполагается исследовать неупругое взаимодействие с резервуаром с участием фононов и его влияние на процессы переворота спина коррелированных электронов. Также планируется изучить влияние прямого обменного взаимодействия между электронами в связанных наноструктурах на скорости релаксации и свойства электронного транспорта исследуемой системы.

The project is devoted to analysis of kinetics of multiparticle entangled states in correlated nanostructures interacting with a reservoir, and their diagnosis through the study of the non-stationary processes occurring in the system. To detect entangled states special attention will be payed to the joint analysis of transient spin-polarized currents which occur due to the interaction with the reservoir, and monitoring the dynamics of the localized charge. Currently, the study of unsteady processes in correlated nanostructures is a concern with the fundamental and technological points of view. This is due to the fact that on the one hand, non-stationary characteristics, along with the higher correlation functions can provide more information about the fundamental physical properties of the studied system compared with the stationary ones. On the other hand, for the development of modern devices with desired characteristics of electron transport (spin turnstiles, cellular automata, elements, logical memory, etc.) one should carefully examine non-stationary effects, transient processes and temporary evolution of initially prepared state. Conditions for the occurrence of spin-polarized non-stationary currents will be analyzed in the case when coupled nanostructures are interacting with one or two leads of the tunneling junction in a given time and the ability to control the spin polarization and direction of the unsteady currents when the voltage on the tunnel junction. Possibility of controlled changes in the degree of entanglement of many-electron states in correlated quantum dots due to the applied voltage changing will be also analyzed. The dependence of the kinetics of elementary excitations and characteristics of non-stationary electron transport on the statistical properties of the reservoir, defined by its correlation functions will be studied in correlated nanostructures interacting with a reservoir. It is also planned to study the effect of the direct exchange interaction between electrons in nanostructures related to relaxation rates and electron transport properties of the system under study.

. Исследовать возможность диагностики многоэлектронных состояний в коррелированных наноструктурах с помощью анализа нестационарных токов, возникающих при включении взаимодействия с резервуаром, и контроля за динамикой локализованного заряда. - проанализировать различные временные масштабы релаксации многочастичных состояний в связанных квантовых точках, обусловленные пространственной и спиновой симметрией начальных состояний. - выявить связь между временной эволюцией корреляционных функций локализованных электронов второго и высших порядков и спиновыми конфигурациями исследуемого состояния связанных наноструктур. 2. Изучить особенности протекания спин-поляризованных нестационарных токов при подключении исследуемой системы связанных наноструктур к одному или двум берегам туннельного контакта в начальный момент времени. - исследовать возможность управления спиновой поляризацией и направлением нестационарных токов за счет изменения напряжения на туннельном переходе. - исследовать различия между характерными временами эволюции электронной плотности и магнитного момента в коррелированных наноструктурах при включении и выключении внешнего магнитного поля.

1. Разработана самосогласованная теория, основанная на диаграммной технике Келдыша, позволяющая проанализировать неравновесную кинетику туннельных процессов, исследование плотности состояний изучаемой наноструктуры, а также перенормировку амплитуд туннельных перехода за счет внезапного включения межчастичного взаимодействия. С помощью развитой теории, было рассмотрено туннелирование из локализованных состояний на поверхности полупроводника при наличии кулоновских корреляций и проведен теоретический анализ неравновесных эффектов при туннелировании через взаимодействующие примесные атомы в модели Андерсона, получившее экспериментальное подтверждение. Предсказано появление степенной сингулярности на вольт-амперных характеристиках коррелированных наноструктур за счет неравновесного многочастичного взаимодействия. 2. Предложен теоретический подход, позволивший исследовать характерный вид особенностей пространственного распределения локальной электронной плотности в окрестности поверхностных локализованных состояний, образованных отдельными глубокими и мелкими примесными атомами с кулоновским взаимодействием при существовании нескольких каналов для туннелирования электронов. Данный подход позволил по виду спектров локальной туннельной проводимости анализировать влияние кулоновского взаимодействия на кинетические характеристики исследуемой системы. 3. Развит подход, позволяющий анализировать электронный транспорт и туннельные характеристики сильно коррелированных систем с несколькими уровнями энергии и точно учитывающий кулоновские корреляции локализованных электронов. Показано, что кулоновские корреляции в двухуровневой системе приводят к инверсной заселенности и к обратимому перераспределению заряда между одноэлектронными состояниями системы. Продемонстрировано, что кулоновские корреляции отвечают за появление отрицательной туннельной проводимости.