Багрова О. М. Електромеханічні явища в нормальних та надпровідних наноструктурах на основі рухомої квантової точки

Дисертація присвячена вивченню нових фундаментальних явищ, якi виникають внаслідок електромеханiчного зв’язку в мезоскопiчних системах на основi рухомої квантової точки. Використовуючи метод матриці густини, описано транспортні характеристики одномолекулярного транзистора, якi виникають завдяки нерiвноважнiй когерентнiй вiброннiй пiдсистемi. Наведено та проаналiзовано результати аналітичних та чисельних розрахунків вольт-амперних характеристик (ВАХ). Встановлено відповідність між ВАХ, отриманими в припущенні, що вiбронна пiдсистема перебуває в когерентному (нерiвноважному) станi, та франк-кондонiвськими сходинками для вiбронiв у рівноважному станi. Показано, що, на відміну від теорії Франка-Кондона, у випадку когерентних вiбронiв сходинки на вольт-амперних характеристиках є нерегулярними. Більш того, для когерентного стану вiбронiв струм насичення виникає при значно менших тягнучих напругах. Останній факт може бути вирiшальним в експериментах, якi вимагають роботи в режимі зняття поляронної блокади, тобто максимальних струмів. У роботі також отримана та проаналізована заплутаність, яка виникає між електронними та механічними ступенями свободи в надпровідному нано-електромеханiчному пристрої. Показано, що початковий чистий стан еволюціонує до стану, представленого заплутаністю між двома станами кубiту та двома когерентними станами механічного резонатора. Запропоновано специфічний протокол маніпуляції тягнучою напругою, який призводить до утворення заплутаності між двома станами зарядового кубiта i двома станами типу "Schrödinger cat" (суперпозиція двох когерентних станів), починаючи з чистого стану. Розглянутий протокол завдяки своїй простотi може бути ефективно реалізований в експериментах з кодуванням квантової інформації з електронних станів кубiту до когерентних (зокрема, так званих "cat states") наномеханiчного резонатора. Також у роботі досліджено квантову динаміку гібридної наноелектромеханiчної системи на основi вуглецевої нанотрубки, що виникає завдяки надпровідному ефекту близькості. Для такої системи знайдено області нестійкості та отримано явище самонасичення, що виникають як результат делокалiзацiї куперiвських пар. За допомогою методу матриці густини отримано ефект охолодження до основного стану наномеханiчних коливань для даної наноелектромеханiчної системи, де електромеханiчний зв’язок має квантову природу — виникає внаслідок ефекту близькості.