Theoretical interpretation of the experimental electronic structure of lens shaped, self-assembled InAs/GaAs quantum dots
我们采用原子赝势描述的电子结构的自组装，透镜形状的InAs量子点内的“线性组合体带”的方法。与实验结果进行了比较，包括单粒子电子和空穴能级间距、激子带隙、电子-电子、空穴-空穴和电子-空穴库仑能以及光学极化各向异性等。我们发现一个普遍良好的协议，这是进一步改善的点组成，其中一些Ga扩散到点。
2000-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Carrier relaxation mechanisms in self-assembled (In,Ga)As/GaAs quantum dots: Efficient P -> S Auger relaxation of electrons
采用原子赝势方法计算了透镜状自组装（In，Ga）As/GaAs量子点中由于俄歇电子-空穴散射引起的电子P-壳层到S-壳层的衰变寿命τ（P->S）.我们发现这种弛豫机制导致不同尺寸的量子点的τ（P->S）~1-7 ps的快速衰减。我们计算的俄歇型P壳层到S壳层的衰变寿命τ（P->S）与（In，Ga）As/GaAs点的数据比较好，表明只要空穴存在，就不需要另一种极化子机制。
2006-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Analysis of the 3D distribution of self-assembled stacked quantum dots by electron tomography
这篇论文已被作者撤回。自组装堆叠量子点的三维分布是各种光电子器件获得最高性能的关键参数。在这项工作中，我们已经测量了这种分布在3D使用针形试样制备和电子断层扫描的组合程序。我们发现，传统的二维测量的量子点的分布是不可靠的，只有一个三维分析允许生长设计和结构特征之间的准确的相关性。
2012-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Resonant photoluminescence and excitation spectroscopy of CdSe/ZnSe and CdTe/ZnTe self-assembled quantum dots
我们发现，两个主要的载流子激发机制存在于II-VI族自组装量子点。第一种是直接的激发态-基态跃迁。它通过在从单个量子点测量的激发光谱中存在尖锐和强烈的线来表现自己。除了这些线，我们还观察到多达四个更广泛的激发线。这些线之间的能量间隔表明，它们与纵向光学声子相关的吸收有关。通过分析共振激发光致发光谱，我们能够分离这两种机制的贡献。在CdTe点的情况下，激发态-基态弛豫对于系综中的所有点都是重要的，而声子辅助过程对于具有较小横向尺寸的点占主导地位。
2003-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Conquer the fine structure splitting of excitons in self-assembled InAs/GaAs quantum dots via combined stresses
消除自组装量子点中激子的精细结构分裂是产生高质量纠缠光子对的关键。结果表明，在单轴应力下，频率选择表面存在一个下限。在这封信中，我们表明，在一般的自组装InGaAs/GaAs量子点激子的FSS可以完全抑制沿[110]和[010]方向的组合应力。原子经验赝势计算证实了这一结果。对于我们研究的所有量子点，FSS可以被调谐到非常小（$<$ 0.1 $μ$ eV），这对于高质量的纠缠光子发射是足够小的。
2012-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Centrosymmetric PbTe/CdTe quantum dots coherently embedded by epitaxial precipitation
一个高度对称的量子点，是相干嵌入在一个单晶矩阵的制造概念被证明。在这种方法中，量子点的形成是通过将外延2D量子阱转变成尺寸为约25 nm的孤立沉淀物阵列来诱导的。形成过程是由组成材料的不相容性驱动的，这是由它们不同的晶格结构造成的。所研究的PbTe/CdTe异质结结合了两种不同的立方晶格，晶格常数几乎相同。因此，沉淀的量子点几乎是无应变的，并且在热力学平衡附近，它们表现出小菱方八面体的形状。生长在GaAs衬底上的PbTe/CdTe量子点在3.2 μ m左右的波长处显示出强烈的室温发光，这使得它们在中红外光子器件中的应用前景看好。
2006-02-22 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of near-field scanning optical images of exciton, charged excition and multiexciton wavefunctions in self-assembled InAs/GaAs quantum dots
用经验赝势方法计算了InAs/GaAs自组装量子点中激子波函数的近场扫描光学显微镜图像，并对多粒子效应进行了组态相互作用（CI）处理.我们给出了不同极化的中性激子$X^0$的波函数，并将它们与双激子$XX$和带电激子$X^+$和$X^-$的波函数进行了比较。我们进一步证明了在远场光致发光中被禁戒的激子$X(P_h \to S_e)$跃迁与近场光致发光中的$X(S_h \to S_e)$跃迁具有相当的强度。
2007-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of self-assembled InAs/Gas(001) quantum dots grown by growth-interrupted molecular beam epitaxy
采用分子束外延方法在GaAs（001）表面连续和间断生长两种模式下生长的InAs量子点（QDs）具有准三维（Q3D）和三维量子点两大类，其体积密度的演化可用速率方程动力学模型定量描述.小Q3D量子点的体积密度随时间呈指数下降，而大量子点的单点平均体积随着Ostwald熟化而增加。生长的动力学涉及准3D到3D量子点的转化率由超应力和润湿层吸附原子的参与。数据分析排除了准3D QD是由于生长后的低效冷却而导致的非本征表面特征。
2008-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Self-assembled Bismuth Selenide (Bi2Se3) quantum dots grown by molecular beam epitaxy
报道了用液滴外延技术在GaAs衬底上生长Bi_2Se_3量子点的分子束外延方法。量子点的形成发生在铋滴在硒通量下退火之后。采用原子力显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和X射线反射光谱对样品进行了表征。量子点是晶体，具有六边形形状，并且具有12 nm高（12个五重层）和46 nm宽的平均尺寸，以及$8.5 \cdot 10^9 cm^{-2}$的密度。这种液滴生长技术提供了一种以可重复和可控的方式制备拓扑绝缘体QD的方法，提供了方便地获得具有奇异自旋性质的有前途的量子材料的途径。
2018-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Asymmetry in self-assembled quantum dot-molecules made of identical InAs/GaAs quantum dots
我们发现，由两个相同的，垂直堆叠，应变InAs/GaAs自组装点的双原子点分子表现出不对称的单粒子和可能粒子波函数。单粒子波函数的不对称性是由于应变的不均匀性，而多粒子波函数的不对称性是由相关诱导局域化引起的：最低的单重态$^1Σ_g$和三重态$^3Σ$表明两个电子各自位于分子内的不同点上，对于下一个单重态$^1Σ_u$，两个电子都位于同一个（底部）点上，点间间隔为$d>$ 8 nm。发现单重态-三重态分裂在点间间隔$d$ =9 nm时为$\sim 0.1$ meV，对于$d$ =4 nm时为100 meV，其数量级大于在大（50 - 100 nm）静电限制点中发现的几个meV。
2005-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Resonant and non-resonant PL and PLE spectra of CdSe/ZnSe and CdTe/ZnTe self-assembled quantum dots
利用微纳米尺度的共振激发光致发光（PL）和激发光致发光（PLE）研究了CdSe/ZnSe和CdTe/ZnTe自组装量子点（SAQD）的激子结构。在低于激光激发能的1 ~ 4个光学声子能量处观察到强共振增强的PL。最大的增强不仅是一个声子能量高于量子点的峰值能量分布，而是50 meV（对于CdSe点）或100 meV（对于CdTe）以上的峰值分布。我们解释这一不寻常的结果，从双共振与激发态到基态能量是相称的LO声子。这种情况似乎只发生在高能量子点上。
2003-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Multi-excitons in self-assembled InAs/GaAs quantum dots: A pseudopotential, many-body approach
采用多体原子经验赝势方法预测了透镜状InAs/GaAs自组装量子点的多激子发射光谱。我们讨论了（i）直接库仑能，包括电子和空穴波函数的差异，（ii）交换库仑能和（iii）通过配置相互作用计算给出的相关能的影响。本文讨论了从$N$激子系统基态到$N-1$激子系统的发射，其中涉及到$e_0\to h_0$和$e_1\to h_1$的复合。一个比较简单的单波段，有效质量的方法。
2000-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Magneto-photoluminescence measurements of symmetric and asymmetric CdSe/ZnSe self-assembled quantum dots
利用磁光致发光（PL）光谱研究了CdSe/ZnSe自组装量子点（SAQD）的激子结构。使用固定的200 nm孔径通过金属膜，我们能够探测单一窄（200微eV）光谱线在2K下从CdSe量子点发射。通过对这些线的线性偏振分析，我们发现大约有一半的量子点沿着[110]方向被椭圆拉长。另一半量子点是对称的，其发射线在零场下完全非偏振，并且不呈现双峰结构。利用外加磁场，我们得到了几个对称点的抗磁位移和g因子，并发现从点到点的变化是随机的，与发射能量没有系统的依赖关系。此外，我们发现抗磁位移和g因子之间没有相关性。
2003-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Determination of spin polarization in InAs/GaAs self-assembled quantum dots
研究了InAs自组装量子点系综中电子的自旋极化。一个统计的自旋能级的人口的方法允许一个推断的自旋极化从测量值的附加能量。从磁电容谱数据，作者发现了一个完全极化的电子自旋系综高于10 T时，$\mathbf{B}\parallel[001]$和在2.8 K。最后，通过包括g-张量各向异性的自旋极化与磁场$\mathbf{B}$取向和强度的角度依赖性可以确定。
2008-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Growth kinetics effects on self-assembled InAs/InP quantum dots
通过改变生长动力学参数，证明了MOVPE生长的InAs/InP量子点系综的形貌和光发射特性的系统操纵。在相对较高的生长速率和低生长温度的非平衡条件下，量子点密度、它们的平均尺寸以及因此峰值发射波长可以通过相对于生长通量改变表面扩散的效率（由生长温度确定）来调节。我们进一步观察到，对于在不同条件下生长的样品，如果归一化到平均高度，则量子点高度的分布几乎可以塌陷到单个高斯曲线上。
2005-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Effects of elastic heterogeneity and anisotropy on the morphology of self-assembled epitaxial quantum dots
外延自组装量子点（SAQD）是技术和基础利益，但其可靠的制造仍然提出了一个技术挑战。为了更好地理解外延自组装量子点（SAQD）的形成、形态和有序性，必须有一个精确的模型，以帮助进一步的实验和预测SAQD形成的趋势。SAQD的形成是由于弹性失配应变的失稳效应，但大多数SAQD形成的解析模型和一些数值模型要么假设弹性均匀各向异性膜-衬底系统，要么假设弹性非均匀各向同性系统。在这项工作中，我们执行完整的薄膜-衬底弹性计算。然后，我们将弹性计算到一个随机线性增长模型。我们发现，使用均匀的弹性可以导致误差的弹性能量密度高达26%，并为典型的建模参数导致的误差约11%的平均点间距的估计值。我们还量化了弹性异质性对SAQD阶估计的影响，并证实了以前的发现，通过在临界膜高度附近生长膜来增强阶的可能性。
2008-02-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Another origin of bimodal size distribution in InAs self-assembled quantum dots
研究了金属有机物气相外延生长在InP衬底上的InAs量子点随InAs覆盖率的变化规律。在特定的生长条件下，可以看到二维到三维转变的开始通过两种不同的途径进行：通过（i）量子点的突然出现，如通常的Stranski-Krastanov生长图中所预期的那样;以及（ii）小表面特征连续演变为发育良好的量子点。在这两个家庭中的功能的平均大小增加与覆盖，导致双峰分布的点大小在生长演化的中间阶段，最终成为一个单峰分布，随着更多的材料被沉积。从独立的光致发光光谱和表面形态的测量得到的互补信息是相关的，并被发现是一致的增长提出的图片。
2005-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous in-plane magneto-optical anisotropy of self-assembled quantum dots
我们报告了一个复杂的非平凡行为的光学各向异性的量子点，这是由一个磁场在样品的平面中引起的。我们发现，光轴旋转的方向相反的磁场或保持固定到一个给定的结晶方向。基于激子赝自旋哈密顿量的理论分析明确地表明，这些效应是由各向同性和各向异性的贡献，重洞塞曼项，分别引起的。后者被证明是由一个内置的单轴各向异性补偿在磁场B_c = 0.4 T，导致典型的对称量子点的光学响应。
2006-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Optical Orientation of Excitons in CdSe Self-Assembled Quantum Dots
利用磁场中的光学取向方法研究了自组装CdSe量子点中激子的自旋动力学。在零场下，通过LO声子辅助吸收填充的量子点的激子发射显示出14%的圆偏振。当外加磁场时，激子发射的偏振度显著增加。使用一个简单的模型，我们提取的激子自旋弛豫时间为100 ps和2.2 ns的磁场的存在下，分别。随着温度的升高，量子点发射的极化逐渐减小。值得注意的是，描述这种衰变的活化能与外部磁场无关，因此与量子点中激子能级的简并无关。这一观察结果表明，温度引起的激子自旋弛豫的增强对能级简并不敏感，并且可以归因于相同的激发态分布。
2004-11-01 cond-mat.mtrl-sci
Electroreflectance spectroscopy in self-assembled quantum dots: lens symmetry
研究了半导体自组装量子点的调制电反射光谱$ΔR/R$。该结构被建模为具有透镜形状几何形状和圆形截面的点。已被认为是在外部电场（${\bf F}$）和透镜几何形状的电反射光谱和光学响应的微观描述。考虑了$ΔR/R$谱中所有实验参数对场和透镜对称性的依赖性。利用有效质量理论计算了能量和电子态随${\bf F}$和点参数的变化。此外，在强限制制度的框架内的激子结合能的一般表达式的报告。在光波矢量垂直和平行于$% {\bf F}$的情况下，导出了光学选择定则。详细计算了InAs和CdSe纳米结构的Seraphin系数和电反射光谱。计算结果表明，与最近进行的测量CdSe/ZnSe的统计分布尺寸时，被认为是很好的协议，解释了主要观察到的电反射光谱特性。
2005-07-09 cond-mat.mtrl-sci
Hidden correlations of exciton complexes in self-assembled quantum dots and rings
自组装半导体量子点中的三价离子（$X^+$，$X^-$）和双激子（XX）的结合能对量子点的几何结构和化学组成非常敏感，并且在量子点之间是随机的。然而，在这封信中，我们通过分析和数值方法表明，自组装量子点和环中激子复合物的跃迁能遵循一个简单而稳健的规则，即，激子和双激子跃迁能之和减去三子的跃迁能总是正的，并且对于相同类型的量子点和环，由于纯库仑相关效应，几乎是常数。更有趣的是，当拓扑结构从点到环变化时，该量显示出急剧的转变。这种{ \it隐藏}关联效应可以在实验中直接测量，为理解自组装量子点和环的光致发光光谱提供了一种有用的方法。
2008-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dependence of the electronic structure of self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots on height and composition
虽然自组装In_{1-x} Ga_{x} As/GaAs点的电子和光谱性质取决于它们的形状、高度和合金成分，但这些特性通常不能从实验中准确地知道。这造成了一个困难，比较测量的电子和光谱性质与计算的。由于简化的理论模型（有效质量，k.p，抛物线模型）不能完全传达形状，尺寸和组成对电子和光谱特性的影响，我们通过提供准确的计算结果作为点高度和组成的函数来弥合差距。主要成果如下。(i)不管高度和成分如何，电子能级形成了几乎简并态的壳层。相比之下，空穴能级仅在平点和最高空穴能级（HOMO）附近形成壳。(ii)在合金点中，电子的“s-p”分裂对高度的依赖很弱，而"p-p“分裂则非单调地依赖。在非合金InAs/GaAs点，这两个分裂依赖于弱的高度。对于合金点中的空穴，"s-p“分裂随高度的增加而减小，而" p-p”分裂几乎保持不变。浅的、非合金的点具有几乎相同大小的“s-p”分裂，而"p-p“分裂更大。(iii)随着高度的增加，HOMO的波函数的“s”和“p”特征变得混合，重空穴和轻空穴的特征也是如此。(iv)在合金点中，低位空穴态位于点内部。值得注意的是，在非合金化的InAs/GaAs点，这些国家成为本地化的界面高度增加。这种局部化是由纳米结构中存在的双轴应变驱动的。
2005-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Strain-controlled correlation effects in self-assembled quantum dot stacks
我们发现，在母体材料矩阵的自组装量子点阵列的弹性相互作用是显着不同的单点缺陷所产生的弹性场，并可以解释所观察到的突变关联-半导体量子点堆栈的关系转变。量子点的有限体积效应导致更尖锐的转变。我们的分析还预测了倾斜角下，在连续的量子点层的对齐发生在依赖于材料的各向异性。
2006-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Pressure effects on neutral and charged excitons in self-assembled InGaAs/GaAs quantum dots
通过结合原子赝势方法和组态相互作用方法，我们预测了透镜形自组装In $_{0.6}$ Ga $_{0.4}$ As/GaAs量子点中中性和带电激子：$X^0$（中性单激子），$X^{-}$和$X^{+}$（带电三子），以及$XX^0$（双激子）的结合能随压力的变化.结果表明：（1）随着压力的增加，$X^0$和$X^+$的结合能增加，$X^-$的结合能减小，而$XX^0$的结合能几乎不受压力的影响。(ii)相关性对$X^0$的结合能影响很小，而它们在很大程度上决定了$X^-$、$X^+$和$XX^0$的结合能。(iii)相关性弱依赖于压力;因此，结合能的压力依赖性可以在Hartree-Fock近似中理解，并且它由直接库仑积分$J$的压力依赖性控制。因此，我们在（i）中的结果可以通过注意到空穴比电子更局域化来解释，因此库仑能量服从$J^{(hh)}>J^{(eh)}>J^{(ee)}$。
2005-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Theory of strain tunning exction coupling in self-assembled InAs/GaAs quantum dots
利用Bir-Pikus模型，解析地推导了InAs/GaAs自组装量子点中激子精细结构分裂（FSS）在外加应力作用下的变化.我们发现，FSS的变化主要是由于应变引起的价带混合和价导带耦合。应变下激子的极化角由电子-空穴非对角交换积分的幅角决定。该理论与赝势的经验计算符合得很好。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polaron relaxation in self-assembled quantum dots: Breakdown of the semi-classical model
在考虑LO-声子-电子相互作用和各种非简谐声子耦合的情况下，计算了自组装量子点导带激发态的寿命。我们发现，极化子弛豫不能准确地描述了一个半经典模型。不同的非谐衰减通道的贡献示出强烈依赖于极化子能量。我们计算了极化子寿命的能量依赖性，并将我们的结果与InAs/GaAs量子点中极化子衰减时间的实验测量结果进行了比较。
2007-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic pseudopotential calculations of the optical properties of InAs/InP self-assembled quantum dots
采用经验赝势方法和多粒子效应的组态相互作用处理，对InAs/InP自组装量子点的光学性质进行了全面的研究.并与InAs/GaAs量子点的结果进行了比较。主要结果如下：（i）InAs/InP量子点中中性激子、带电激子和双激子的发射谱线排列与InAs/GaAs量子点中的有很大不同。(ii)InAs/InP量子点中的隐藏相关性为0.7 - 0.9 meV，小于InAs/GaAs量子点中的隐藏相关性。(iii)InAs/InP量子点中的中性激子、带电激子和双激子的辐射寿命比InAs/GaAs量子点中的长一倍左右。(v)InAs/InP量子点的电子和空穴相图与InAs/GaAs量子点的电子和空穴相图有很大的不同。电子和空穴的填充顺序服从Hund规则和Aufbau原理，因此高电荷激子的光致发光光谱与InAs/GaAs量子点的光致发光光谱有很大的不同。
2010-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Kondo excitons in self-assembled quantum dots
我们描述了新的激子在量子点允许与费米电子海的相互作用。我们认为，这些激子可以实现非常简单的自组装量子点，使用作为主机的费米海的润湿层。我们表明，隧道杂交的带电激子与费米海导致两个显着的影响，在光谱。首先，光致发光线变得强烈依赖于垂直偏压。其次，当激子自旋不为零时，近藤效应会导致特殊的光致发光谱线形状，其线宽由近藤温度决定。
2002-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of correlation between built-in electric dipole moment and quantum Stark effect in InAs/GaAs self-assembled quantum dots
我们报告显着偏离通常的二次依赖的基态带间跃迁能量上施加的电场在InAs/GaAs自组装量子点。特别是，我们表明，传统的二阶微扰理论不能正确地描述电场低于$F = 10$ kV/cm的高点的斯塔克位移。八带${\bf k}\cdot{\bf p}$计算表明，这种效果主要是由于三维应变场分布的各种点的形状和化学计量组成的急剧影响的孔基态。我们的结论得到了两个独立实验的支持。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature Dependent Empirical Pseudopotential Theory For Self-Assembled Quantum Dots
我们发展了一个温度依赖的经验赝势理论来研究有限温度下自组装量子点的电子和光学性质。该理论同时考虑了晶格膨胀和晶格振动的影响。我们将理论应用于InAs/GaAs量子点。对于无应变的InAs/GaAs异质结，随着温度的升高，导带偏移增大，价带偏移减小，在135 K附近存在I型到II型的转变。然而，对于InAs/GaAs量子点，即使在室温下，空穴仍然局限于量子点中，因为InAs和GaAs之间的大的晶格失配极大地增强了价带偏移。量子点中的单粒子能级表现出很强的温度依赖性，这是由于量子点的限制势的变化。当温度从0升高到300 K时，由于带阶的变化，量子点中电子的波函数增加了1 - 5%，而空穴的波函数降低了30 - 40%.计算的激子、双激子和带电激子的复合能随温度的升高而发生红移，与已有的实验数据符合得很好。
2012-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Slow Exciton Spin Relaxation in Single Self-Assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs Quantum Dots
采用原子经验赝势方法计算了单个自组装In $_{1-x}$ Ga $_x$ As/GaAs量子点中声学声子辅助的激子自旋弛豫.我们发现，从亮到暗激子态的转变是由库仑关联效应引起的。由精细组态相互作用计算得到的激子自旋弛豫时间在纯InAs/GaAs量子点中约为15- 55 $μ$ s，在合金量子点中甚至更长。这些结果与以前的理论和实验结果相矛盾，这些结果表明激子自旋时间非常短（几ns），但与最近的实验表明激子具有长自旋弛豫时间（$>$ 1 $μ$ s）一致。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of spin relaxation in self-assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs quantum dots at zero magnetic field
本文采用全原子理论计算了零磁场下自组装In $_{1-x}$ Ga $_x$ As/GaAs量子点中电子和空穴的自旋翻转时间（$_{1}$）.在低磁场下，一级过程被抑制，二级过程占主导地位。我们发现在4.2K下，自旋-声子相互作用引起的自旋弛豫时间对电子为40 - 80 s，对空穴为1 - 20 ms。计算的空穴自旋弛豫时间与最近的实验结果吻合较好，表明在零场下，双声子过程是自组装量子点中空穴自旋弛豫的主要机制.我们进一步阐明了结构和合金成分对量子点自旋弛豫的影响。
2010-11-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Tuning of the hole spin relaxation time in single self-assembled In$_{1-x}$Ga$_x$As/GaAs quantum dots by electric field
采用原子经验赝势方法研究了电场对单个自组装In $_{1-x}$ Ga $_{x}$ As/GaAs量子点中声子辅助空穴自旋弛豫的调控.我们发现，沿生长方向的电场可以调谐空穴自旋弛豫时间超过一个数量级。电场可以延长或缩短空穴的自旋寿命，并且这种调谐在电场方向上表现出不对称性。点越高，不对称性越明显。结果表明，电场是调控量子点自组装空穴自旋弛豫的有效手段。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic phase diagrams of carriers in self-assembled InAs/GaAs quantum dots: violation of Hund's rule and the Aufbau principle for holes
采用单粒子赝势和多粒子组态相互作用方法研究了InAs/GaAs量子点中最多六个电子或空穴的轨道和自旋组态.我们发现，虽然{ \it电子}的充电遵循Hund规则和Aufbau原则，{ \it空穴}的充电遵循非平凡的充电模式，违反Aufbau原则和Hund规则，并且对量子点尺寸的细节是鲁棒的。预测孔装药序列提供了一个新的解释最近的充电实验。
2005-05-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coulomb interactions in single, charged self-assembled quantum dots: radiative lifetime and recombination energy
我们提出的结果的电荷依赖性的辐射复合寿命，τ，和激子的发射能量限制到单个自组装InGaAs量子点。对于特定的发射能量，在寿命中存在显著的点到点波动。为了得出一般性的结论，我们通过分析大量单个量子点上记录的数据来呈现统计行为。通过n型场效应结构以极高保真度控制激子电荷，提供对中性激子（X 0）、双激子（2X 0）以及带正电荷（X1+）和负电荷（X1-）的激子的访问。我们发现每个激子的复合寿命存在显著差异，平均而言，Tau（X1-）/ Tau（X 0）= 1.25，Tau（X1+）/ Tau（X 0）= 1.58和Tau（2X 0）/ Tau（X 0）= 0.65。我们属性的寿命的变化，以显着的变化，在单粒子孔波函数充电点，一个更明显的效果充电X 0与一个单一的空穴比与一个单一的electron. We验证了这一解释通过重铸激子能量的库仑能量方面的实验数据。我们直接表明，电子-空穴库仑能量是电荷依赖的，减少5-10%的值在存在额外的电子，电子-电子和空穴-空穴库仑能量几乎相等。
2008-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Kondo-excitons and Auger processes in self-assembled quantum dots
我们从理论上描述了新颖的激子在自组装量子点相互作用的二维电子气的润湿层。在费米海的存在下，光学线变得强烈的电压依赖性。如果电子自旋不为零，则光学线的宽度由k_BT_K给出，其中T_K是近藤温度。如果自旋为零，激子耦合与连续由于俄歇类过程。这导致在磁场中的反交叉。在最近的实验中观察到一些所描述的现象。
2003-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multiband theory of multi-exciton complexes in self-assembled quantum dots
我们报道了自组装量子点中多激子复合物的多带微观理论。单粒子态的计算方法有三种：单带有效质量近似、多带$k\cdot p$方法和紧束缚方法。通过Bir-Pikus哈密顿量的电子结构计算与应变计算相结合。在Slater行列式的基础上，展开了$N$电子和$N$价空穴的多体波函数.用静态屏蔽相互作用计算了三组不同单粒子态的库仑矩阵元，并用组态相互作用方法得到了关联的$N$ -激子态.将该理论应用于InAs/GaAs自组装量子点的激子复合谱。单带有效质量近似的结果成功地与用$k\cdot p$和紧束缚方法得到的结果进行了比较。
2004-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electro-elastic tuning of single particles in individual self-assembled quantum dots
研究了单轴应力对电荷可调器件中InGaAs量子点的影响。使用库仑阻塞和光致发光，我们观察到，单粒子能量（~ -0.5 meV/MPa）的显着调谐导致激子能量（+18至-0.9 micro-eV/MPa）在拉伸应力下的可变调谐。永久偶极子，库仑相互作用和精细结构分裂能量的适度调谐也被测量。我们利用可变激子响应来调谐同一芯片上的多个量子点进入共振。
2012-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous low temperature epitaxial breakdown during Si overgrowth of GeSi quantum dots
研究了非均匀应变硅盖层的低温外延击穿。通过在相干应变GeSi量子点表面上生长Si薄膜，我们区分了表面粗糙度、应变和生长取向对外延击穿机制的影响。使用原子力显微镜和高分辨率的横截面透射电子显微镜，我们发现，虽然局部晶格应变高达2%的影响可以忽略不计，生长在较高的折射率方面，如{113}显着降低了局部击穿厚度。纳米级的生长丘的形成观察以上所有的小平面取向。由于扩散长度直接取决于表面取向，我们涉及到特定的生长面的低温稳定性和动力学限制的生长丘的平均尺寸的外延厚度的变化。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Micromechanical Model for Self-Organized Impurity Nanorod Arrays in Epitaxial YBCO Films
建立了一个基于弹性理论的微力学模型，用于研究高温超导YBCO薄膜中自组装杂质纳米结构的构型。利用计算的杂质掺杂薄膜的平衡应变和弹性能，得到了杂质纳米棒能量择优取向时的晶格失配$vs.$弹性常数相图.纳米棒取向和薄膜晶格变形的计算与实验测量结果非常吻合。
2011-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Towards scalable entangled photon sources with self-assembled InAs/GaAs quantum dots
自组装量子点中的双激子级联过程为确定性纠缠光子对源提供了一个理想的系统，这在量子信息科学中是必不可少的。在消除激子的FSS后，纠缠光子对已经在实验中实现。然而，到目前为止，量子点纠缠光子源是不可扩展的，因为量子点的波长在点与点之间是不同的。在这里，我们提出了一个波长可调的纠缠光子发射器上的三维应力，其中的FSS和激子能量可以独立地调整，允许不同的量子点之间的光子纠缠。我们证实了这些结果，使用原子赝势计算。这为将来实现用于量子信息应用的可扩展纠缠光子发生器迈出了第一步。
2014-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic ordering in self-assembled Ge:Si(001) islands observed by X-ray scattering
测量了在Si（001）上外延生长的无帽自组装Ge岛样品的（200）基禁布喇格反射附近的X射线漫散射。我们的研究结果提供了在岛和润湿层的原子有序的SiGe域的证据。X射线轮廓的建模揭示了反相边界的存在下分离的有序域在有限区域的岛屿，其中的化学计量接近Si 0.5 Ge 0.5。
2004-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Mn Solid Solutions in Self-Assembled Ge/Si (001) Quantum Dot Heterostructures
采用分子束外延技术在Si（001）衬底上生长了Ge_（0.98）Mn_（0.02）量子点。观察到标准的Ge润湿层-小屋-圆顶-超级圆顶序列，在表面形貌中没有第二相形成的指标。我们发现，Mn形成了一个稀释的固溶体中的Ge量子点层，和一个显着的分数的Mn分区到一个稀疏的阵列的掩埋，Mn富集的硅化物沉淀物直接下面的一小部分的Ge superdomes。来自超薄膜的磁响应表明不存在稳健的室温铁磁性，这可能是由于Si到Ge量子点中的异常混合。
2012-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Intersublevel Polaron Dephasing in Self-Assembled Quantum Dots
用远红外瞬态四波混频（FWM）谱研究了InAs/GaAs点中极化子的退相过程。我们观察到的振荡行为的FWM信号后不久（< 5 ps）的共振激发的最低能量导带跃迁由于相干声学声子的产生。随后的单指数衰减产生90 ps的长带内移相时间。我们发现我们的测量和计算的四波混频动力学之间的良好协议，并表明，真实和虚拟的声学声子过程是必要的，以解释温度依赖性的极化衰减。
2007-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron localization in self-assembled Si/Ge(111) quantum dots
用输运和电子自旋共振（ESR）方法研究了含Si量子点的Si/Ge异质结中的电子局域化。对于生长在Ge（111）衬底上的Si量子点结构，观察到了具有g因子$g=2.0022\pm0.0001$和ESR线宽$ΔH\approx1.2$ Oe的ESR信号，并将其归因于量子点中的电子局域化。考虑到由于应变效应和量子限制引起的能带修改，解释了g因子值。在Ge（001）衬底上生长的量子点结构中存在强烈的Ge-Si混合，这可能是量子点未观测到ESR信号的主要原因。输运行为证实了Si量子点中有效的电子局域化。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of electronic and optical properties of InAs/InP self-assembled quantum dots on patterned substrates
本文报道了生长在InP图形衬底上的单个InAs量子点的电子结构和光学性质的原子论理论。使用InP纳米模板的各个点的空间定位导致嵌入在InP金字塔中的量子点。利用连续介质弹性理论计算了InP金字塔中量子点的应变分布。电子和价空穴的单粒子态的计算采用原子有效键轨道模型与第二近邻相互作用，通过Bir-Pikus哈密顿耦合到应变。利用组态相互作用方法求解相互作用的电子空穴复合物的多激子哈密顿量，确定了复合物的光学性质。通过与未图案化衬底上的量子点的比较以及与实验结果的比较，确定了使用纳米模板的量子点的定位对它们的光谱的影响。探索了通过改变纳米模板来调节量子点性质的可能性。
2005-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical strain in capped and uncapped self-assembled Ge/Si quantum dots
在这项研究中，我们数值计算的空间分布的机械应变的自组装锗（Ge）量子点（QD）生长在硅（Si）衬底上。虽然这一主题已被详尽的研究，有趣的功能还没有被解释，甚至在文献中提到。我们研究了帽层的影响，考虑两种情况：帽量子点（其中Si帽是目前以上的Ge量子点）和uncapped量子点（其中没有Si是目前以上的Ge量子点）。我们观察到，与未加帽的量子点相比，加帽量子点中的Ge更紧张。这种预期的效果归因于来自Si帽层的附加张力。然而，对于Si衬底，情况相反，在未覆盖的QD中，其应变更大，因为在这种情况下，Ge层的应变更小。我们还计算了电子和空穴的带边排列。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin noise of electrons and holes in self-assembled quantum dots
我们在低温下测量了（In，Ga）As/GaAs量子点（QD）系综中随机自旋涨落（或称“自旋噪声”）的频谱。我们采用了一个自旋噪声光谱仪的基础上，一个敏感的光学法拉第旋转磁力计，耦合到一个数字化仪和现场可编程门阵列，测量和平均噪声频谱从0-1 GHz连续实时与亚纳米/根赫兹的灵敏度。电子和空穴自旋涨落都产生明显的噪声峰，其随磁场的移动和加宽直接揭示了它们在系综中的g因子和退相速率。一个大的，能量依赖的各向异性的面内孔g因子被清楚地暴露，反映了系统的平均量子点限制电位的变化。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hyperfine interaction in InAs/GaAs self-assembled quantum dots : dynamical nuclear polarization versus spin relaxation
研究了超精细相互作用对自组装InAs/GaAs量子点中单电荷激子X+和X-光学取向的影响。所有测量都是在低温下通过显微光致发光研究的单个量子点上进行的。我们表明，超精细相互作用导致一个有效的部分自旋弛豫，在50 kHz调制激发极化，但由于动态核极化在稳定的光泵浦条件下，这成为强烈抑制。这种光学产生的类磁核场在与纵向施加场相反的方向上产生时可以变得非常强（高达~4 T），并且然后表现出双稳态状态。这种效果是很好地描述了一个理论模型，在微扰的方法，它揭示了电子自旋翻转的能量成本在总磁场中发挥的关键作用。最后，我们强调了X+和X-三重离子在超精细相互作用方面的异同，这与理论描述是完全一致的。
2009-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitons, biexcitons and trions in self-assembled (In,Ga)As/GaAs quantum dots: Recombination energies, polarization and radiative lifetimes versus dot height
计算了透镜状自组装In_0.6Ga_0.4As/GaAs量子点中中性激子（X^0）、带负电荷（X^-）和正电荷（X^+）的三重激子以及双激子（XX^0）的复合能、偏振态和光跃迁的辐射寿命随高度的变化关系。通过使用原子赝势方法结合组态相互作用方法，我们预测如下。(i)X^-的最低跃迁复合能随高度增加而蓝移，而X^+的最低跃迁复合能随高度增加而红移。值得注意的是，XX^0的重组在小高度处显示出红移，达到最大位移，然后在更高的点处显示出蓝移。(ii)点高的变化导致X^-、X^+和XX^0的结合到非结合交叉。(iii)当考虑[110]和[1 \bar{1} 0]方向时，X^0和XX^0的最低跃迁表明[110]与[1 \bar{1} 0]的面内偏振各向异性，其作为高度以及合金随机性的函数切换符号。$X^-$和$X^+$显示出与高度无关的具有可忽略的偏振各向异性的跃迁。(iv)X^0的基态分裂成一个被禁止的低能对（暗态）和一个被允许的高能对;因此，在T= 0 K时，由于暗激子的存在，辐射寿命τ（X^0）很长（~ ms）。而在T= 10 K时，τ（X^0）随高度的增加而适度减小，其幅度在2- 3 ns之间。X^-和X^+的基态以及XX^0的基态是允许的（明亮的）;因此，即使在T= 0 K时，τ（X^-）、τ（X^+）和τ（XX^0）也是快的（~ ns）。这些辐射寿命对高度的依赖很弱。τ（X^-）…
2005-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Current-injection quantum-entangled-pair emitter using droplet epitaxial quantum dots on GaAs(111)A
单光子源和量子纠缠光子对是量子信息网络中的关键组成部分。在这里，我们演示了电驱动的量子纠缠对的产生使用自然对称的GaAs量子点通过液滴外延生长。在10 K的温度下获得的符合直方图揭示了量子纠缠对的产生，其对Bell对的保真度为0.71 +- 0.015，远远超过了经典极限。发射对的量子性质在高达~65 K的温度下是守恒的，并且基本上受到本点系统中的载流子限制的限制。我们的研究为制备实用的量子纠缠对源提供了指导。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of wetting layers on the strain and electronic structure of InAs self-assembled quantum dots
采用原子力场模型和经验紧束缚模型研究了浸润层对GaAs衬底上生长的InAs自组装量子点的应变和电子结构的影响。通过比较有和没有润湿层的点，我们发现，润湿层的列入削弱了点内的应变只有1%的相对变化，而它减少了受约束的电子和空穴能级之间的能隙多达10%。应变分布的微小变化表明，应变松弛只有很少通过薄的润湿层。能隙的大幅度减小是由于限制势宽度的增加而不是势高度的改变。一阶微扰计算，或者，另外，在量子点下面的InAs盘证实了这一结论。润湿层对弱束缚电子态和强束缚空穴态的波函数的影响是不同的。电子波函数从缓冲层转移到润湿层，而空穴从点转移到润湿层。
2004-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamental intrinsic lifetimes in semiconductor self-assembled quantum dots
自组装量子点（QDs）可以按需提供单光子、双激子级联过程产生的纠缠光子对、单自旋量子比特等，为量子信息技术的实现提供了一个理想的平台，而激子的精细结构分裂（FSS）是QDs实现这些应用的一个基本特性。从对称性的角度来看，由于两个明亮的激子态属于具有C2v对称性的量子点的两种不同表示，因此它们不仅应该具有不同的能量，而且应该具有不同的寿命，这被称为激子寿命不对称。与广泛研究的频率选择表面相反，文献中仍然没有对激子寿命不对称性进行研究。在这项工作中，我们进行了第一次调查的激子寿命不对称的自组装量子点，并提出了一个理论，间接推断寿命不对称的量子点的可测量的质量。进一步揭示了量子点的本征寿命及其不对称性是量子点的基本量，决定了量子点的非本征寿命不对称性、偏振角、频率选择性及其在单轴外力作用下的演化.我们的研究结果为深入理解量子点的性质提供了重要依据。
2017-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Micromagnetic study of a feasibility of the magnetic anisotropy engineering in nano-structured epitaxial films of (III,Mn)V ferromagnetic semiconductors
本文用有限元法模拟了（Ⅲ，Mn）V铁磁半导体的表观磁各向异性，探讨了这种磁各向异性的可实现性。最具代表性的情况下（Ga，Mn）As和它的面内单轴各向异性进行了研究。的铁磁半导体的连续膜以及膜结构的椭圆形反点的磁滞回线建模为各种偏心率，取向，和分离的反点。反点对磁各向异性的影响得到证实，但总体上被发现是非常弱的。随后的模拟（Ga，Mn）As膜的椭圆形点包括金属NiFe显示出更强的效果，揭示了切换的磁矩的铁磁半导体由切换行为的金属夹杂物。
2017-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
