ДИССИПАТИВНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ В НАНОСИСТЕМАХ
Бендерский В.А., Кац Е.И.

Поступила в редакцию: 10 Декабря 2010

DJVU (210.8K)

PDF (464.8K)

Аналитически решена квантовая динамическая задача для двухуровневой системы (ДУС), локализованные состояния которой L₀ и R₀ сильно связаны с резервуарами локальных колебаний {L_n} и {R_n}. Дополнительно предполагается, что спектры резервуаров эквидистантны и константы связи одинаковы. Показано, что в циклах возврата эволюция L₀ и R₀ описывается соотношением, содержащим три независимых сомножителя, характеризующих обмен в ДУС, обмен L₀ с {L_n} (R₀ с {R_n}) и распад {L_n} и {R_n}, обусловленный фононами. Помимо когерентных осцилляций с частотой ДУС, Δ, и диссипативного туннелирования с константой скорости Δ²/π C² (C - матричный элемент связи L₀ и R₀ с L_n и R_n) возникает новый режим, в котором LR-переходы обусловлены частичным восстановлением населенностей L₀ и R₀ в каждом цикле возврата за счет синхронных переходов из резервуаров. Эти переходы вызывают повторяющиеся изменения населенностей состояний ДУС (эхо Лошмидта). Число и ширина компонент эха возрастают с номером цикла. Эволюция становится иррегулярной из-за перемешивания вкладов соседних циклов, когда номер цикла k превышает критическое значение k_c=π²C². В отличие от самих населенностей, их усредненные за цикл значения остаются регулярными при . Когда , усредненные за цикл населенности осциллируют с частотой ΔΩ/π C² независимо от перемешивания. Частота осцилляций населенностей состояний {L_n} и {R_n} равна примерно nΩ(Δ/2π C²)², где Ω - расстояние между соседними уровнями резервуара, nΩ - разность энергий состояний L₀ и L_n. Возникновение указанных низкочастотных осцилляций обусловлено образованием коллективных состояний ДУС, «одетых» резервуаром. Предсказываемые нами осцилляции могут быть обнаружены методами фемтосекундной спектроскопии.