Defect induced Anderson localization and magnetization in graphene quantum dots
采用扩展的平均场哈伯德模型，从理论上研究了原子缺陷相关的短程无序和电子-电子相互作用对六角扶手椅型石墨烯量子点的Anderson局域化和磁性的影响.我们观察到，浓度在原子总数的1- 5%之间的随机分布的缺陷导致沿着磁水坑状结构定位。我们表明，局域化长度不受磁化的影响，如果有一个均匀分布的蜂窝晶格的两个子晶格之间的缺陷。然而，对于一个不均匀的分布，本地化被发现显着增强。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
Passivation and characterization of charge defects in ambipolar silicon quantum dots
在本报告中，我们展示了电荷缺陷在静电定义量子点形成过程中的作用。我们引入了一个屏障阵列结构，在一个单一的设备在多个位置探测缺陷。我们测量样品之前和之后的退火过程中使用的Al $_2$ O $_3$覆盖层，原子层沉积生长。在用退火钝化大部分电荷缺陷之后，我们可以静电地定义长度高达180 nm的空穴量子点。我们的双极结构揭示了两性电荷缺陷，在退火后保持在正电荷和负电荷状态下的充电能量为~10 meV。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
An explanation for high defect tolerance in metal halide perovskite quantum dots
我们提出了在金属卤化物钙钛矿量子点中量子缺陷辅助下的类Auger过程，其中量子点基态的一个载流子被量子缺陷捕获，导致另一个缺陷中的载流子被激发并返回到量子点的基态。我们发现，整个过程是在飞秒尺度。更重要的是，该过程是独立的深度和种类的缺陷，这是在最近的理论预测使用从头算非绝热分子动力学模拟。这种类似俄歇的过程可以提供金属卤化物钙钛矿材料中的高缺陷容限的潜在解释。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall
Dephasing of Electrons by Two-Level Defects in Quantum Dots
采用二能级系统模型，考虑了扩散量子点中电子与动力学缺陷的相互作用，计算了电子退相时间$τ_ϕ$。利用玻璃的标准隧穿模型，我们得到了$1/τ_ϕ$的温度线性关系，与实验观察一致。然而，我们发现，为了获得纳秒量级的失相时间，两级缺陷的数量需要大大大于玻璃中的典型浓度。我们还发现了$τ_ϕ$的有限系统尺寸依赖性，这可用于探测表面聚集缺陷的有效性。
2000-11-08 cond-mat.mes-hall
Self-organization of topological defects for a triangular-lattice magnetic dots array subject to a perpendicular magnetic field
在外部磁场存在下，二维三角形晶格形式的磁性颗粒（磁点）的规则阵列展示了复杂的磁性结构。这种系统的基态的磁对称性低于底层晶格。长程偶极-偶极相互作用在小磁场下导致特定的反铁磁有序，而随着磁场的增大，出现一系列线性拓扑缺陷。这种缺陷的自组织决定了系统在宽范围的外部磁场内的磁化过程。
2014-11-18 cond-mat.mes-hall
Tuning the nuclei-induced spin relaxation of localized electrons by the quantum Zeno and anti-Zeno effects
本研究利用量子测量反作用，通过量子芝诺与反芝诺效应分别调控不同体系中局域电子的核诱导自旋弛豫，并明确了两种效应的转变条件。
2022-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exploring coherence of individual excitons in InAs quantum dots embedded in natural photonic defects: influence of the excitation intensity
量子少能级系统的精确光学响应关键取决于入射脉冲面积的精确选择。我们利用四波混频（FWM）光谱来推断单个InAs量子点（QD）的相干响应和动力学，并研究它们的脉冲面积依赖性。通过结合原子力显微镜与四波混频高光谱成像，我们发现，检索的四波混频信号来自于封闭在自然光子缺陷中的单个量子点。在这些缺陷中优化的光-物质耦合使我们能够在宽范围的驱动场振幅中进行研究。当改变激发激光脉冲的脉冲面积时，双脉冲四波混频技术可以解决所谓的拉比旋转问题。我们调查这些拉比旋转内的两个和三个级别的系统，从理论上和实验上，并解释其阻尼耦合到声学声子。为了突出脉冲面积影响的重要性，我们表明，声子诱导的量子点激子的退相依赖于脉冲强度。
2017-04-11 cond-mat.mes-hall
Anti-Zeno purification of spin baths by quantum probe measurements
到目前为止，量子芝诺和反芝诺范式已经通过在适当的时间间隔进行的非选择性测量解决了耦合到不变浴的量子系统的演化控制。我们从根本上修改这些范例，通过引入，理论和实验，通过选择性测量系统（量子位）控制浴状态的概念。我们表明，在对应于反芝诺制度的系统浴交换的时间间隔，一系列的测量具有强烈的相关性的结果。这些关联可以显著地提高浴状态纯度，并产生浴的低熵稳态。在测量完成后，净化浴状态持续很长时间。这种纯化使得能够利用旋转浴作为长寿命的量子存储器或量子增强传感器。该实验涉及在低温下通过核自旋浴在金刚石中反复探测缺陷中心的移相。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Confined Electron and Hole States in Semiconducting Carbon Nanotube sub-10 nm Artificial Quantum Dots
我们表明，半导体单壁碳纳米管的价带和导带的量子限制可以通过人工缺陷来设计。这种能力具有设计未来基于纳米管的量子器件的潜力，例如在电信波长发射的电驱动室温单光子源。使用Ar $^{+}$和N $^{+}$离子诱导的缺陷，intranotube量子点与子10 nm的横向尺寸创建，产生量子化的电子束缚态的水平间距的顺序为100 meV和更大。使用低温扫描隧道光谱，我们解决了量子化态的能量和实空间特性，并与理论模型计算进行比较。通过求解一维分段恒势模型下的薛定谔方程，很好地再现了Au（111）衬底中不均匀缺陷散射强度以及表面变化对量子态结构的影响。此外，使用从头计算，我们表明，缺陷结构，如空位，双空位和化学吸附氮原子构成强散射中心，能够形成量子点与实验观察到的离散束缚态的清晰签名。从头算模拟还允许研究散射强度分布作为不同缺陷组合的能量的函数，支持在室温下用于实际应用的高度稳定的双空位的潜力。
2018-03-04 cond-mat.mes-hall
Mobile defects as mediated states for charge-carrier trapping in metal halide perovskites quantum dots
本文针对金属卤化物钙钛矿量子点中缺陷迁移导致的载流子俘获复杂化问题，提出全构型缺陷方法研究移动缺陷介导的两步俘获过程，发现间接俘获可比直接俘获快一个数量级以上，为理解非辐射复合损失及分析电子器件关键缺陷提供了新模型。
2022-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge carriers trapping by the full-configuration defects in metal halide perovskites quantum dots
金属卤化物钙钛矿量子点（MHPQDs）因其优异的性能和尺寸特性在光伏和光电领域引起了人们极大的兴趣。然而，如何系统地分析不同缺陷对载流子的俘获仍然是一个具有挑战性的课题。在Huang-Rhys模型的基础上，通过在量子缺陷模型中引入局域化参数，发展了一种全组态缺陷（包括不同深度和晶格弛豫强度的缺陷种类）的方法，研究了MHPQD中各种缺陷对载流子俘获的非辐射多声子过程.利用该方法，找到了载流子从量子点基态转移到不同缺陷的最快俘获通道，并给出了俘获时间与量子点半径、缺陷深度和温度的关系。这些结果不仅丰富了缺陷对载流子的俘获过程的认识，而且对基于MHPQDs的光伏和光电器件的设计具有启发意义。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unraveling Exciton Trap Dynamics and Nonradiative Loss Pathways in Quantum Dots via Atomistic Simulations
该研究构建原子级模型哈密顿量，模拟含单硫空位型空穴陷阱的 CdSe/CdS 量子点，揭示缺陷态、极化子位移与激子-声子耦合对辐射和非辐射通道平衡的调控机制。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Graphene quantum dots with Stone-Wales defect as a topologically tunable platform for visible-light harvesting
在这项工作中，我们首次报道了拓扑异常如Stone-Wales（SW）型键旋转在调整石墨烯量子点（GQD）光学性质中的关键作用。通过第一性原理计算，我们首次发现量子点的结构稳定性强烈依赖于SW缺陷的位置。然后使用电子相关方法计算光学吸收光谱，以证明SW型重建是负责的光学间隙以下的新的缺陷引起的峰的出现，并显着修改的光学吸收曲线。此外，我们的调查表明，电子相关效应变得更占主导地位的SW缺陷的GQD。我们最终确定，在特定位置处引入SW缺陷强烈增强了可见光范围内的光吸收，这对于设计光捕获、光催化和光电子器件是至关重要的。
2021-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Kondo Effect in Defect-bound Quantum Dots Coupled to NbSe$_2$
我们报道了一个范德华隧穿器件的制造托管缺陷结合的量子点耦合到NbSe $_2$。我们发现，在施加磁场时，器件呈现出一个零偏置电导峰。在较高场分裂的峰与近藤效应有关。同时，该结在有限偏压下保持了传统的准粒子隧穿特性。超导能隙和近藤效应的这种共存是不寻常的，并且通过注意NbSe $_2$的超导状态的两个能隙性质来解释，其中磁场抑制与Se带相关联的低能隙。我们的数据表明，范德华体系结构，以及其中的缺陷约束点，可以作为一种新颖而有效的平台，用于研究非常规超导体中近藤屏蔽和超导配对的相互作用。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Thermodynamic-Kinetic Decoupling Enables Stable Excitonic Emission in Defect-Tolerant Cu-Based Quantum Dots
School of Materials Science and Engineering, Ocean University of China（中国海洋大学材料科学与工程学院）；University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）；South China Normal University（华南师范大学）；Sichuan University（四川大学）
通过Zn合金化热力学抑制铜空位和Ga掺杂动力学锁定阳离子亚晶格，将缺陷容忍的CuInS2量子点转化为高亮度、窄带、光稳定的单光子发射器，实现近统一量子产率和低至58 meV的均匀线宽。
2026-06-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dephasing-assisted transport in linear triple quantum dots
环境噪声通常会阻碍通过相干量子系统的电荷传输效率;一个例外是去相辅助传输（DAT）。我们表明，线性三重量子点在运输配置和纯失相表现出DAT，如果耦合到排水水库超过一个阈值。DAT发生在任意弱的退相，并且增强可以通过与漏极的耦合来直接控制。此外，对于特定设置，增强的电流伴随着相对散粒噪声的减小。我们确定的量子芝诺效应和长距离隧道作为基本的动力学过程中涉及的相移辅助和抑制运输。我们的分析结果是通过使用密度矩阵的形式主义和特征多项式的方法来充分计数统计。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Luminescence from ZAIS quantum dots: radiative or nonradiative
量子点已经在半导体和生物技术行业中得到应用，提高了能源效率，颜色纯度和成像能力。然而，标准量子点依赖于重金属结构，这具有不期望的环境影响。因此，替代材料系统是期望的。一种策略是具有金属二硫属化物化学结构的ZnS-AgInS 2（ZAIS）量子点。与重金属量子点不同，这些纳米粒子即使在存在缺陷时也会发光，并且它们的发射波长可以通过改变相对成分来调节。过去的工作已经将这种发光的来源与缺陷辅助的跃迁复合过程联系起来，但确切的机制仍然不清楚。在这项工作中，我们研究了这种缺陷辅助过渡的物理通过系统地改变缺陷的浓度，通过一个简单的快速冷却的热退火过程，它提供了对纳米粒子的晶体无序的控制。使用紫外光电子能谱学和荧光测量的组合，获得有关的缺陷辅助过渡的性质的信息。与以前的工作相比，我们发现ZAIS量子点发光具有基于电子的而不是缺陷辅助的跃迁机制。
2021-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Suppressed Defect Emission and Enhanced Blue Luminescence of Zn-Doped CuBr Quantum Dots synthesized in Room-Temperature Synthesis
University of Calicut（喀拉拉大学）；Indian Institute of Technology (Indian School of Mines)（印度理工学院（印度矿业学院））
本研究通过室温环保合成制备Zn掺杂CuBr量子点，抑制缺陷发射并增强蓝色发光，实现96.4%色纯度，为高效无毒蓝光材料提供可扩展策略。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge noise, spin-orbit coupling, and coherence of single-spin qubits
自旋-轨道耦合在量子点量子计算架构中是普遍存在的，并且使得自旋量子比特对电荷噪声敏感。我们导出了描述自旋轨道和噪声对量子点中单自旋量子比特影响的哈密顿量。弛豫是由于噪声耦合不同的轨道水平，并占主导地位的屏蔽点附近的整个电荷缺陷。失相源于引起轨道能级之间的相对波动的噪声，并且由衬底中的屏蔽的全电荷缺陷和未屏蔽的偶极缺陷驱动。失相时间在诸如Si和GaAs的普通材料之间有很大的不同。它们可以通过增加栅极场，选择具有弱自旋轨道的材料如Si，使点更窄或使用积累点来增强。
2014-11-13 cond-mat.mes-hall
Electron Scattering in Intrananotube Quantum Dots
利用低剂量中能Ar辐射在金属单壁碳纳米管中实现了具有盒中粒子态的管内量子点，其能级间距可达200 meV。傅里叶变换扫描隧道光谱与法布里-珀罗电子谐振器模型的结果相比，产生了清晰的特征，即限制在连续辐照诱导缺陷之间的电子的谷间和谷内散射（缺陷间距离<10 nm）。还观察到了在第一布里渊区提升狄拉克锥简并度所产生的效应。
2009-07-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Determining the Location and Cause of Unintentional Quantum Dots in a Nanowire
我们确定无意的量子点（U-QDs）在硅纳米线的位置与几个纳米的精度通过比较电容与多个栅极的电容模拟。因为我们在多个器件中的导线的相同位置观察到U-QD，所以它们的原因可能是制造的意外后果，而不是通常假设的随机原子级缺陷。U-QD的位置似乎与来自氧化物和栅极的应变的导带调制一致。这使我们能够提出减少U-QD频率的方法。
2012-01-24 cond-mat.mes-hall
Dephasing of Si singlet-triplet qubits due to charge and spin defects
研究了电荷和自旋噪声对硅量子点中单重态-三重态量子比特的影响。我们建立了一个理论框架，旨在使实验能够有效地识别最有害的缺陷，并补充它与几十年的工业和学术工作中获得的缺陷的知识。我们涉及的失相率$Γ_ϕ$由于各种类型的缺陷，实验可测量的参数，如电荷偶极矩，自旋偶极矩和波动开关时间。我们发现，电荷涨落更有效地引起退相比自旋涨落。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall
Defect-Free Axially-Stacked GaAs/GaAsP Nanowire Quantum Dots with Strong Carrier Confinement
纳米线中的轴向堆叠量子点在纳米量子器件和激光器的制备中具有重要的应用。虽然它们的性能对晶体质量和结构非常敏感，但对于无缺陷无Au模式生长和结构优化以实现高性能的研究相对较少。在这里，我们报告了第一个自催化无缺陷轴向堆叠深NWQD的详细研究。当50个GaAs量子点放置在单个GaAsP NW中时，保持高结构质量。量子点具有非常尖锐的界面（1.8~3.6 nm），可以紧密堆叠，具有非常相似的结构特性。它们在非氮化物III-V NWQD中表现出最深的载流子约束（~90 meV）和最大的激子-双激子分裂（~11 meV），并且由于优异的稳定性，在环境气氛中储存超过6个月后可以保持良好的光学性质。我们的研究为构建与CMOS技术兼容的高性能轴向堆叠NWQD器件奠定了坚实的基础。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Chemical and Conformational Control of the Spectroscopic Properties of Multi-Layer and Multi-Defect Carbon Dots
本研究采用DFT与TD-DFT方法，系统探究多层多缺陷碳点的结构、组分对其光谱性质的调控机制，明确不同缺陷、层构象的影响规律，为碳点的应用优化提供理论依据。
2025-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Localization effects in the tunnel barriers of phosphorus-doped silicon quantum dots
我们在掺磷硅量子点中观察到了具有奇异栅极和源漏偏压依赖性的负微分电导。它的起源进行了讨论的框架内弱本地化。通过测量不同温度下的电流-电压特性以及模拟隧穿率对能量的依赖关系，我们证明了浅能量缺陷的存在以及局部化的增强令人满意地解释了我们的观察结果。在磁场中观察到的效果进行了讨论。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall
High-temperature droplet epitaxy of symmetric GaAs/AlGaAs quantum dots
我们介绍了一种高温液滴外延过程，基于对GaAs（111）A表面上纳米级液滴Ga的砷化动力学的控制。使用高温进行液滴外延量子点的自组装解决了与液滴外延制造过程中引入的材料缺陷相关的主要问题，这些问题限制了其用于量子光子学应用的单个和纠缠光子源。我们确定了参数空间中的区域，该区域允许量子点以所需的发射波长和高度对称的形状自组装，同时保持高的光学质量。在液滴砷化过程中的生长参数的作用进行了讨论和建模。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Channel length dependence of the formation of quantum dots in GaN/AlGaN FETs
本研究探究GaN/AlGaN场效应晶体管中量子点形成的沟道长度依赖性，发现沟道长度减小则量子点数量减少，评估了0.05μm栅长下的量子点参数与无序势，并揭示热循环、光照对无序势的影响。
2023-04-13 cond-mat.mes-hall
Research progress of electronic properties of self-assembled semiconductor quantum dots
自组装半导体量子点是一种人工设计和生长的新型功能材料，具有量子尺寸效应、量子干涉效应、表面效应、量子隧道-库仑阻塞效应和非线性光学效应。该材料具有晶体缺陷少、制备工艺相对简单等优点，在未来的纳米电子器件研究中具有重要的应用价值。本文按垂直输运、横向输运和电荷存储的顺序，简要介绍了该材料的电子性质的最新进展，并分析了存在的问题和发展前景。
2007-12-06 cond-mat.mes-hall
Activation energy distribution in thermal quenching of exciton and defect-related photoluminescence of InP/ZnS quantum dots
热猝灭是降低各种性质的发光体中的辐射过程的效率的重要因素之一。低维结构的发射活性的影响也是由多个相关的合成工艺，治疗制度等参数。在目前的工作中，我们已经调查了激子和缺陷相关的过渡所造成的生物相容性InP/ZnS核/壳纳米晶体的平均尺寸为2.1和2.3 nm的合奏的光致发光的温度依赖性。能级位置的扩散是由于所研究的系综中量子点的尺寸分布。为了定量分析实验数据，我们提出了一个带模型占高斯分布的热激活势垒的光致发光猝灭过程。该模型提供了一个电子从核心到壳层的热逃逸作为激子的非辐射衰变的主要机制。反过来，淬火的缺陷相关的排放主要是通过清空的空穴捕获中心的悬空磷键的基础上。我们揭示了量子点的尺寸分布与激子发光猝灭激活能的分散性之间的相关性。所开发的方法将进一步优化磷化铟基I型量子点能带工程的技术制度和方法。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
In-situ tuning of individual position-controlled nanowire quantum dots via laser-induced intermixing
我们展示了一种原位技术来调整半导体量子点的发射能量。该技术是基于激光诱导的原子混合应用到纳米线量子点生长使用一个网站选择性的过程，允许确定性的调整个别发射器。高达15毫电子伏的调谐范围内获得的精度受到激光曝光时间的限制。观察到一个明显的饱和的能量转移，这表明一个相互混合的机制依赖于生长的缺陷，随后从退火过程中的半导体材料。将不同发射器调谐成彼此共振的能力将是制造用于安全量子网络的基于远程量子点的不可区分光子源所必需的。
2018-04-08 cond-mat.mes-hall
Simulating Charged Defects in Silicon Dangling Bond Logic Systems to Evaluate Logic Robustness
本文提出将固定电荷缺陷仿真纳入SiDB基态模型并在SiQAD中实现，通过复现实验验证精度，进而研究逻辑门对邻近缺陷的最小间距容限，为逻辑鲁棒性研究奠定基础。
2023-08-08 cond-mat.mes-hall
Metallic Carbon Nanotube Quantum Dots with Broken Symmetries as a Platform for Tunable Terahertz Detection
由于缺乏有效的源和检测器，在所谓的太赫兹间隙（$0.1 - 10$ THz）的技术相关范围内产生和检测辐射是具有挑战性的。碳纳米管中的量子点在构建灵敏的太赫兹探测器方面显示出巨大的潜力，这些探测器通常基于光子辅助隧穿。最近报道的机制相结合的共振量子点跃迁和隧穿势垒的不对称性的结果在一个窄线宽的光电流响应与大的信噪比下弱太赫兹辐射。该器件对一个频率敏感，对应于等距量子化状态之间的转换。在这项工作中，我们表明，使用数值与扫描隧道光谱研究的缺陷引起的金属锯齿形单壁碳纳米管量子点，同时打破各种对称性的任意手性的金属纳米管量子点强烈放宽电偶极子近似的选择规则，并消除能量简并。对于$\sim$ 10 nm量子点，这导致更丰富的允许光学跃迁集合，其跨越从1 THz到几十THz的频率。基于这些发现，我们提出了一个太赫兹探测器设备的基础上，金属单壁碳纳米管量子点定义的人工缺陷。根据其长度和接触透明度，操作制度的范围从高分辨率门可调太赫兹传感器到宽带太赫兹检测器。我们的计算表明，该设备在很大程度上不受高达100 K的温度的影响，这使得对称性被破坏的碳纳米管量子点成为设计可在液氮温度下工作的可调谐太赫兹探测器的有希望的平台。
2021-05-14 cond-mat.mes-hall
Exciton dynamics in GaAs/(Al,Ga)As core-shell nanowires with shell quantum dots
利用连续波和时间分辨光致发光光谱和光致发光激发光谱研究了GaAs/（Al，Ga）As核壳纳米线中激子的动力学行为。纳米线壳层中Al的强烈偏析导致了富Ga夹杂物的形成。在10 K下，观察到与这些壳量子点相关的强发光。壳层量子点中激子的平均辐射寿命为1.7ns。我们发现激子可以隧穿到邻近的壳层量子点和非辐射点缺陷。我们调查的动态变化的载流子在壳随着温度的升高，特别强调的载体从壳的纳米线的核心转移。最后，我们讨论了载体本地化的基础研究和光电应用的基础上的核-壳III-As纳米线的（Al，Ga）As壳的影响。
2016-08-04 cond-mat.mes-hall
High-$β$ lasing in photonic-defect semiconductor-dielectric hybrid microresonators with embedded InGaAs quantum dots
本文提出一种基于掩埋光子缺陷的准平面半导体-介质混合微腔设计，在嵌入InGaAs量子点的腔中实现低至0.28 μm³的模式体积和高β激射，无需复杂横向纳米加工，并展现出优异的温度稳定性。
2023-09-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Resonant Scattering of Surface Plasmon Polaritons by Dressed Quantum Dots
在强耦合条件下，研究了嵌入半导体量子点的表面等离子体激元-极化激元波的共振散射。与局部介质表面缺陷的非共振散射相反，预测了散射场谱中的强共振峰，并伴有两个侧谷。峰高非线性地依赖于表面等离子体激元-极化激元波的振幅，反映了量子点内部光子修饰的电子-空穴等离子体的反馈动力学。散射场峰值强度的这种独特行为与表面等离子体激元-极化激元波的吸收光谱中由于带间光子修整效应而发生的共振凹陷相关。我们的表面等离子体极化激元波的散射的结果可能是实验观察和应用于空间选择性照明和个别分子的成像。
2014-05-01 cond-mat.mes-hall
Voltage controlled exchange energies of a two electron silicon double quantum dot with and without charge defects in the dielectric
量子点是用于多种目的的人造原子。电荷缺陷通常存在，并且可以显著地干扰所设计的能谱和点的目的。硅双量子点（DQD）中的电压控制交换能代表了对电荷位置非常敏感的系统，并且是量子计算的感兴趣的。我们利用紧束缚单粒子波函数的全组态相互作用计算了硅双量子点系统的能谱。这种方法允许我们分析DQD的原子尺度电荷扰动，同时考虑硅的复杂动量空间物理的细节（即，谷和谷轨道物理学）。我们分析了DQD的能级和交换曲线如何受到附近电荷缺陷的影响，这些电荷缺陷位于相对于点的不同位置，这与金属氧化物半导体系统中预期的缺陷一致。
2011-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Lattice Green's function approach to the solution of the spectrum of an array of quantum dots and its linear conductance
在本文中，我们推导了量子点阵列的能带结构的一般关系，并计算了它的输运性质时，连接到两个完美的引线。导出了理想阵列和吸附原子情况下的精确格点格林函数。给出了理想阵列和有缺陷阵列的线性电导的表达式。计算是针对一个由三个原子组成的点进行的。所得结果也是研究电子-电子和电子-声子相互作用对量子点阵列输运性质影响的出发点。讨论了精确格点格林函数的不同推导方法。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall
Atomic Collapse in Disordered Graphene Quantum Dots
本文数值研究了无序石墨烯量子点中相互作用狄拉克费米子的库仑杂质问题。在扩展平均场哈伯德模型下，通过局域态密度计算，研究了在随机分布的晶格缺陷和空间势涨落存在下，原子坍缩的临界耦合常数的响应.我们发现，这两种类型的障碍造成的临界阈值的放大。其结果是，高达百分之三十四的临界耦合常数增加的报告。这个数值结果可以解释为什么库仑杂质在实验中保持亚临界，即使它们在理论上是超临界的。我们的研究结果还指出，原子崩溃的可能性，可以观察到在缺陷丰富的样品，如Ar $^{+}$离子轰击，He $^{+}$离子照射，氢化石墨烯。
2020-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Two-electron n-p double quantum dots in carbon nanotubes
研究了半导体碳纳米管中n-p双量子点的电子态。我们描述了扩展的单电子轨道的形成起源于传导和价带限制在一个最小和最大的外部电位，分别。我们解决了一个封闭的电子对使用严格的对角化方法内的紧束缚的方法，它允许一个简单的治疗的传导和价带状态，保持一个精确的帐户介导的原子缺陷和电子-电子相互作用的谷间散射的问题。在n-p系统中，交换相互作用--在单极双点中几乎与轴向磁场（B）无关，并形成类单重态和类三重态--只出现在B的选定态和窄间隔中。特别是n-p双点的基态能级不被交换相互作用分裂，并且在零磁场下仍然保持四重简并，这也是因为点之间存在强的隧道耦合。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Imaging electrostatically confined Dirac fermions in graphene quantum dots
石墨烯中载流子的静电约束由Klein隧穿控制，Klein隧穿是一种相对论量子过程，其中粒子-空穴嬗变导致PN结边界处的不寻常的各向异性传输。在这些新的势垒的反射和透射应该会影响这些边界附近的电子波函数的量子干涉。在这里，我们报告的使用扫描隧道显微镜（STM）映射的狄拉克费米子的电子结构的圆形石墨烯PN结限制。这些有效的量子点是使用一种新技术制造的，该技术涉及在石墨烯单层下的绝缘衬底内局部操纵缺陷电荷。在这样的石墨烯量子点内部，我们观察到对应于准束缚态的能级，并且我们在空间上可视化受限电子的量子干涉图案。这些量子点外的狄拉克费米子表现出类似弗里德尔振荡的行为。支持的理论模型描述相对论粒子在谐振子势，我们的研究结果产生新的见解静电限制狄拉克费米子的空间行为。
2016-06-12 cond-mat.mes-hall
Interfacial Effects on the Optical Properties of CdTe/CdS Quantum Dots
采用连续波和时间分辨光谱相结合的方法，研究了界面条件对嵌入三维纳米结构硅（NSi）基质中的胶体CdTe/CdS量子点（QD）的辐射寿命和光致发光强度的影响.在不同条件下对NSi基体进行热氧化，以改变界面氧化层厚度。与固定在完全氧化的纳米结构二氧化硅（NSiO 2）框架（~78 ns）内的QD相比，嵌入具有~0.5 nm界面氧化物的NSi基质中的QD表现出降低的光致发光强度和近五倍短的辐射寿命（~16 ns）。亚纳米氧化的NSi基质的光吸收部分地降低了QD发射强度，而氧化物和NSi内的缺陷位点影响的非辐射载流子复合和声子辅助跃迁被认为是限制异质结构中QD激子寿命的主要因素。
2015-04-23 cond-mat.mes-hall
Spin qubits in antidot lattices
我们建议和研究设计的缺陷，否则周期性的电位调制的二维电子气作为一种替代方法，电子自旋为基础的量子信息处理在固态使用传统的栅极定义的量子点。我们计算的能带结构和状态密度的周期性电位调制，被称为反点晶格，并发现出现局域化的状态，当设计的缺陷引入晶格。这样的缺陷态可以在大的反点晶格中形成用于量子计算的构建块，从而允许晶格中的远距离缺陷态之间的相干电子输运以及相邻缺陷态的隧道耦合与不同电子自旋之间的对应的静电可控交换耦合。
2008-01-07 cond-mat.mes-hall
Optically Active Quantum Dots in Monolayer WSe$_2$
半导体量子点已经成为实现量子信息处理的有希望的候选者，因为它们允许在静止自旋量子位和传播单光子之间的量子界面。与此同时，过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜由于其独特的能带结构，具有大的带隙和非零的Berry曲率而成为固态研究的前沿。在这里，我们报告的量子点的观察单层钨二硒化物的能量是20至100毫电子伏低于二维激子。二阶光子关联中的光子反聚束明确地证明了这些量子发射体的零维非谐性质。强烈的各向异性磁响应的空间局域化的发射峰强烈表明，辐射复合源于本地化的激子，继承其电子性质从主机TMD。大的$\sim$ 1 meV的零场分裂表明，量子点具有单重基态和各向异性限制最有可能引起的杂质或缺陷在主机TMD。范德华异质结的电控制和强大的自旋谷自由度使TMD量子点有望用于量子信息处理。
2014-10-31 cond-mat.mes-hall
Maxwell's demon across the quantum-to-classical transition
本文提出一种可在量子与经典领域运行的麦克斯韦妖实现，通过连续测量双量子点电荷状态并反馈调节在位能，揭示测量强度变化导致的相干抑制、经典化及芝诺效应。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement mode double top gated MOS nanostructures with tunable lateral geometry
我们目前的测量硅（Si）的金属氧化物半导体（MOS）的纳米结构，使用的过程中，促进基本上任意的栅极几何形状。在几个具有开放横向量子点几何形状的MOS量子点中，表现出稳定的库仑阻塞行为，不受寄生点形成的影响。在迁移率和电荷缺陷密度（即界面陷阱和固定的氧化物电荷）的增加的减少测量的关键工艺步骤，我们与低无序行为的定量缺陷密度。这项工作提供了定量的指导，以前没有建立有关的缺陷密度，硅量子点不表现出寄生点的形成。这些器件利用双层栅堆叠，其中包括关键栅氧化层在内的许多区域都是在完全合格的CMOS设施中制造的。
2009-09-11 cond-mat.mes-hall
A fabrication guide for planar silicon quantum dot heterostructures
我们描述了在硅中创建自上而下制造的平面量子点的重要考虑，通常在文献中没有详细讨论。材料固有特性、界面和制造工艺之间的微妙相互作用在静电定义的量子点的形成中发挥着至关重要的作用。氧化、物理气相沉积和原子层沉积等工艺必须进行调整，以防止不必要的副作用，如缺陷、无序和去湿。在两个直接相关的手稿平行写，我们使用这项工作中描述的技术，以创建耗尽模式的量子点在本征硅，和低无序硅量子点定义与钯门。虽然我们讨论了三种不同的平面栅极结构，但一般原理也适用于0D和1D系统，例如自组装岛和纳米线。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Efficient single-photon emission from electrically driven InP quantum dots epitaxially grown on Si(001)
在硅上异质外延III-V族半导体是使硅成为用于片上光学互连和量子光学应用的光子平台的有前途的方法。两种材料系统的单片集成是一个长期的挑战，因为不同的材料特性导致外延层中的高缺陷密度。然而，近年来，纳米结构已经显示出适合于成功地在硅上实现发光体，利用它们的几何形状。刻面边缘和侧壁可以最小化或消除位错的形成，并且由于接触面积减小，纳米结构几乎不受位错网络的影响。在这里，我们展示了磷化铟量子点作为CMOS兼容硅衬底上的高效发光体的潜力，其发光特性与在III-V衬底上实现的成熟器件相当。首次提出了硅上的电驱动单光子发射，满足了硅雪崩光电二极管最高检测效率的波长范围。
2011-04-12 cond-mat.mes-hall
Self-aligned photonic defect microcavities with site-controlled quantum dots
提出一种无需额外纳米加工的自对准应变诱导位点控制量子点微腔，通过AlAs/Al2O3埋入式应力源尺寸定制微腔特性，实现激光特征且无热效应，为可扩展微型激光器制造铺路。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of four-photon absorption and determination of corresponding nonlinearities in CdS quantum dots
利用简并四波混频（DFWM）和Z扫描技术研究了CdS量子点中束缚态和激发态的电子非线性。该QD样品对于低于0.18 TW/cm $^2$的入射光束强度显示克尔型非线性。然而，进一步增加强度的结果在四光子吸收（4PA）表示的开放和封闭的孔径Z-扫描实验。通过开孔Z扫描实验结果与理论模型的比较，推导出了4 PA系数$α_4$。此外，三阶非线性折射率$γ$和折射率变化系数$σ_r$对应于激发态电子由于4 PA已计算出从封闭孔径Z扫描结果。紫外-可见吸收和光致发光实验结果进行了分析，以估计带隙能量和缺陷态能量。时间相关单光子计数（TCSPC）被用来确定对应于带边和缺陷态的衰减时间。线性和非线性光学技术使得人们可以直接观测到CdS量子点中的高阶和低阶电子态。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of defect-induced cooling on graphene hot-electron bolometers
在高声子温度下，石墨烯中的缺陷介导的电子-声子碰撞（超级碰撞）允许比正常的动量守恒的电子-声子碰撞更大的能量转移和更快的热电子冷却。在声子温度非常低的情况下，无序也会影响电子和声子之间的热流，此时声子的波长超过平均自由程，在这两种情况下，冷却速率都表现出与电子温度的特征性立方幂律关系，这与原始石墨烯的T^4关系明显不同。缺陷诱导冷却对光电子器件性能的影响在很大程度上仍未被探索。在这里，我们研究了基于外延石墨烯量子点的热电子测辐射热计的冷却机制，其中缺陷密度可以通过制造工艺来控制。高缺陷密度的器件符合立方幂律。缺陷引起的冷却产生的热导率随着温度的增加而缓慢增加，从而大大提高了设备的响应度相比，具有较低的缺陷密度和正常碰撞冷却操作的设备。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Transition to Landau Levels in Graphene Quantum Dots
我们研究了实际尺寸的石墨烯量子点的电子本征态（即，直径高达80 nm）。紧束缚的数值计算和库仑阻塞的狄拉克点附近进行的测量表现出从线性态密度在B=0的朗道能级制度在高场的过渡。这种转变的细节敏感地取决于底层的石墨烯晶格结构、体缺陷和边缘的局部化效应。理解能级参量演化的关键是手征对称性破缺K-K'散射的强度。我们表明，参数变化的水平方差提供了一个定量的测量这种散射机制。我们进行测量的参数运动的库仑阻塞峰作为磁场的函数，并找到良好的协议。因此，我们证明了石墨烯能级的磁场依赖性可以作为石墨烯量子点的性质的敏感指标，并在进一步的后果，为狄拉克图片的有效性。
2010-06-08 cond-mat.mes-hall
CdSe quantum dots in ZnSe nanowires as efficient source for single photons up to 220 K
采用分子束外延技术，在金催化剂辅助下，以气-液-固生长模式生长了ZnSe纳米线异质结构。尺寸，形状和晶体结构被发现强烈依赖于生长条件。用透射电子显微镜观察了锌尖晶石和纤锌矿晶体结构。在较低的生长温度下，形成锥形纳米针。对于更高的生长温度，纳米线是均匀的，并具有高的纵横比，如通过扫描电子显微镜观察到的，长度为1-2 $μ$ m，宽度为20-50 nm。在纳米针的顶部生长纳米线使我们能够获得直径小于10 nm的非常窄的纳米棒和低密度的堆垛层错缺陷。这些结果使我们能够在ZnSe纳米线中插入CdSe量子点。在220 K温度下观察到了有效的光子反聚束现象，证明了这是一种高温单光子源。
2008-09-17 cond-mat.mes-hall
Identifying defect-related quantum emitters in monolayer WSe$_2$
过渡金属双硫族化合物单层膜由于其量子点的光活性而引起了人们的极大兴趣。在这里，我们提供了一个解释这些量子发射体的复合机制，通过偏振分辨和磁光光谱在低温下。在单层二硒化钨（WSe $_2$）中观察到三种与缺陷相关的量子发射体，它们的激子因子分别为2.02、9.36和不可观测的塞曼位移.空间局域激子的各种磁响应强烈表明，辐射复合源于缺陷诱导的能级，价带和导带之间的不同跃迁。此外，不同的g因子和零场分裂的三种类型的发射极强烈地表明，嵌入在单层量子点具有不同类型的限制势的局域激子，导致电子-空穴交换相互作用的范围内的值的存在下的各向异性。我们的工作进一步揭示了缺陷相关的量子发射体的复合机制，并为理解原子薄半导体中单光子发射体中缺陷的作用铺平了道路。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-IR photoluminescence from Si/Ge nanowire grown silicon wafers: effect of HF treatment
研究了经HF：HNO 3混合气体处理的Si/Ge纳米线（NW）硅片的室温近红外（NIR）光致发光（PL）特性。该处理激活或增强了在1000 nm至1800 nm范围内的NIR区域的PL强度。PL由硅带边发射和中心在1400-1600 nm附近的宽复合带组成。该处理通过Si和Ge的蚀刻和氧化来修改晶片表面，特别是在缺陷位置处，特别是NW和NW表面周围的凹坑。该过程可以诱导载流子的空间限制，其中带间（BB）发射是Si覆盖的应变Si/Ge NW生长晶片中的主要性质。在Ge覆盖的Si/Ge NW生长晶片中，在子带隙能量处观察到强信号。结果表明，近红外发光是硅的BB跃迁和深能级发射之间的竞争性质，这主要归因于硅相关的缺陷，锗点和应变锗层。从应变、氧相关缺陷、量子点形成和载流子限制效应等方面讨论了BB和深能级PL的增强。结果表明，该方法在增强和调谐近红外发光性能的可能的应用的有效性。
2015-12-25 cond-mat.mes-hall
