Laboratorio de doble punto cuántico

Dos puntos cuánticos uno junto al otro, cada uno con sus propios electrodos, que se repelen mediante la interacción entre puntos U12. Ajusta los dos niveles de puerta y la carga se ordena en las mesetas de un diagrama de estabilidad. Cambia las interacciones y observa cómo cambia su forma; después aplica un voltaje o calienta un electrodo para cartografiar corrientes, potencia y eficiencia. Todo se calcula con una solución totalmente analítica de ecuaciones de movimiento, lo bastante rápida para redibujarse mientras arrastras.

· haz clic o arrastra sobre el mapa para elegir un punto
Niveles de puerta (v1, v2)
Ocupaciones (n1, n2)
Corriente de carga I
Corriente de calor Q (desde L)
Potencia P = −IV
Eficiencia η/ηC
Funciones espectrales locales en el punto elegido: punto 1 (ámbar) y punto 2 (azul) · sombreado: ventana de transporte entre μR y μL · los picos están en las energías de adición vi, vi+Ui, vi+U12, … ponderados por los residuos

Qué estás viendo

  • Diagrama de estabilidad. Cada meseta de color es una región en la que la carga de los dos puntos, (n1, n2), queda fijada en valores enteros. Las líneas entre mesetas son donde añadir un electrón no cuesta energía: los puntos pueden intercambiar carga con los electrodos y la corriente puede fluir.
  • Regímenes de interacción. Cuando la repulsión entre puntos es débil (régimen I: U12 menor que ambos Ui) los puntos se comportan casi de forma independiente y la región (1,1) es ancha. Al crecer U12 (régimen II) la región (1,1) se estrecha, y en el régimen III (U12 > (U1+U2)/2) desaparece: los electrones prefieren estar en el mismo punto.
  • Voltaje. Un voltaje finito abre cada línea de degeneración de carga en una franja de anchura eV por la que circula corriente. Dentro de las franjas las ocupaciones toman valores fraccionarios como 2/3 o 4/3.
  • Motor térmico. Con el electrodo izquierdo más caliente que el derecho, circula corriente incluso contra un pequeño voltaje opuesto, y el doble punto entrega potencia. El mapa de eficiencia muestra dónde esa conversión es más eficaz.
  • Función espectral. El espectro de cada punto es una suma de picos en sus energías de adición y extracción. Qué picos tienen peso depende del estado de carga de ambos puntos: así es como la interacción entre puntos se manifiesta en el transporte.

Modelo: doble punto cuántico en paralelo con interacciones intra-punto U1, U2 e interacción entre puntos U12, cada punto acoplado a sus propios electrodos izquierdo y derecho con acoplamiento total γ (límite de banda ancha), μL,R = ±eV/2. Las funciones de Green, las ocupaciones y las corrientes de carga y de calor siguen la solución totalmente analítica de ecuaciones de movimiento, precisa en el régimen de bloqueo de Coulomb (kBT ≳ γ), con correladores fuera del equilibrio construidos a partir del promedio de las distribuciones de los electrodos. Energías en unidades de U2; corrientes en unidades de γ (e = ħ = 1). Referencias: N. Sobrino, D. Jacob y S. Kurth, Phys. Rev. B 110, 115121 (2024); Phys. Rev. B 111, 115108 (2025); N. Sobrino, Phys. Rev. B 112, 235101 (2025). Implementación de referencia: github.com/Nahualcsc/EOM_DQD.