Spin-Orbit Coupling, Antilocalization, and Parallel Magnetic Fields in Quantum Dots
我们研究了弹道GaAs量子点中由于自旋轨道耦合引起的反定域化。正如理论上预期的那样,在大点中突出的反定位在小点中被抑制。平行磁场抑制反本地化,也在较大的领域,弱本地化,符合随机矩阵理论的结果,一旦轨道耦合的平行场。量子点中自旋轨道耦合的原位控制被证明是从弱局域化到反局域化的门控交叉。
2002-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of excitonic complexes in gated WSe$_2$ quantum dots
本研究针对门控WSe₂量子点的II型能带排列特性,提出考虑自旋、谷等因素的中性激子复合物理论,通过原子紧束缚模型计算相关能谱与吸收光谱,明确电子-空穴作用与栅极排斥的平衡机制。
2024-06-22 cond-mat.mes-hall
Magneto-spectroscopy of excited states in charge-tunable GaAs/AlGaAs [111] quantum dots
本文对液滴外延生长的无应变(111)GaAs/AlGaAs量子点中的高电荷态和激发态电子空穴复合物进行了实验和理论研究。我们解决的复合物与一个电荷载流子驻留在激发态,即“热”的trions X $^{-*}$和X $^{+*}$,和双负电荷激子X $^{2-}$。我们的磁光致发光实验在法拉第几何形状的单个量子点上进行,揭示了每个激发的电子-空穴复合物的特征发射模式,这与在(001)生长的量子点中观察到的光致发光光谱非常不同。我们提出了一个详细的理论的精细结构和磁光致发光光谱的X $^{-*}$,X $^{+*}$和X $^{2-}$复合物,受电子-空穴库仑交换相互作用和重空穴混合,这些量子点的特征与三角对称之间的相互作用。磁光致发光的实验和理论之间的比较允许精确的电荷状态识别,以及提取的电子-空穴交换相互作用常数和$g$ -因子的电荷载流子占据激发态。
2015-11-25 cond-mat.mes-hall
Stark Spectroscopy and Radiative Lifetimes in Single Self-Assembled CdTe Quantum Dots
本文研究了单个自组装CdTe量子点中的库仑相互作用。我们使用场效应结构来调整点的电荷状态,并研究电荷状态对载流子波函数的影响。通过对四种激子复合物的量子限制斯塔克位移的分析,我们得出了空穴波函数比电子波函数软的结论,即空穴波函数比电子波函数软。e.它在改变点电荷状态时经受更强的修改。不同激子复合物的复合寿命的时间分辨光致发光研究证实了这些结论。我们发现,寿命明显短于预期的强约束和结果从一个相对较浅的潜力在价带。这种弱约束有利于强空穴波函数的再分布。我们分析所观察到的激子复合物的光谱位移,并找到相同的序列的所有研究点的过渡。我们的结论是,光谱位移的普遍性是由于库仑相关的作用,源于强组态混合的价带。
2011-01-03 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and anisotropy of spin splitting in quantum dots
在横向量子点中,Dresselhaus自旋轨道耦合和Bychkov-Rashba自旋轨道耦合的组合效应等价于一个有效磁场Bso,对于sz =1/2的自旋电子,该磁场具有相反的符号.当外部磁场垂直于平面结构时,与平面内场取向中的自旋分裂相比,场B_so生成电子状态的附加分裂。用共振隧穿谱测量了几种AlGaAs/GaAs量子点的自旋劈裂各向异性,并从自旋轨道耦合的角度分析了各向异性。从各向异性的测量值和符号,我们能够确定占主导地位的自旋轨道耦合机制。
2004-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic electron g-factor in quantum dots with spin-orbit interaction
研究了量子点中电子的g因子调谐作为不同约束的面内和垂直磁场的函数。Rashba和Dresselhaus效应被认为是,宽隙和窄隙材料之间的比较。分析了磁场和内禀自旋轨道耦合之间的相互作用,发现垂直场作用下GaAs的光谱中存在两个明显的相位。的g-因子的各向异性的报告,并获得良好的协议与现有的实验结果。
2004-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit coupling and intrinsic spin mixing in quantum dots
研究了窄禁带材料InSb中量子点的自旋轨道耦合效应。不同的Rashba和Dresselhaus条款之间的竞争,产生批发的频谱变化。大的(和负的)$g$因子和Rashba场产生自旋不再是好的量子数的状态,并且在中等磁场下发生内禀翻转。对于具有两个电子的点,在基态中发生单重态-三重态混合,在带内FIR吸收中具有可观察到的特征,并且在量子计算中可能具有重要性。
2003-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Level structure and spin-orbit effects in semiconductor nanorod dots
我们从理论上研究了自旋轨道Dresselhaus和Rashba效应如何影响准一维半导体量子点的电子结构,类似于半导体纳米棒内部形成的量子点。我们计算了电子能级,本征函数,和有效的g因子耦合,双点由不同的材料,特别是GaAs和InSb。我们表明,通过选择的形式的横向限制,Dresselhaus和Rashba项的贡献可以调整和抑制,我们考虑几种可能的情况下的利益。我们还研究了如何通过改变纵向双阱约束的参数,可以在很大程度上控制有效的g因子。
2004-10-29 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
Spin switching in semiconductor quantum dots through spin-orbit coupling
自旋轨道耦合影响半导体量子点的总自旋。我们分析了自旋轨道耦合,弱垂直磁场和变形的点的综合效应的理论预测。我们的研究结果允许表征的量子点作为自旋开关,可控的电子门。
2002-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effects on quantum transport in lateral semiconductor dots
本文分析了自旋轨道耦合和塞曼分裂之间的相互作用对横向半导体量子点中弱局域化和普遍电导涨落的影响:列出了相应随机矩阵理论的所有可能的对称类,并描述了通过扫描磁场和改变量子点参数可实现的它们之间的交叉。我们还建议实验测量自旋-轨道耦合常数。
2001-07-18 cond-mat.mes-hall
Electronic spin precession in semiconductor quantum dots with spin-orbit coupling
半导体量子点中的电子自旋旋进受到自旋轨道耦合的强烈影响。我们提出了一个在低磁场下的电子自旋共振理论,该理论预测了对点占据、磁场和自旋轨道耦合强度的强烈依赖性。库仑相互作用的影响也被考虑在一个数值方法。
2002-08-22 cond-mat.mes-hall
Interplay between electron spin and orbital pseudospin in double quantum dots
从理论上研究了抛物和椭圆双量子点中分子轨道的自旋和轨道赝自旋磁性。在我们的多体计算中,除了p轨道的点内交换相互作用外,还包括点内和点间的电子-电子相互作用。我们发现,抛物型量子点,除了一半或完全填充的分子轨道,自旋在不同的点是铁磁耦合,而轨道赝自旋是反铁磁耦合。对于椭圆DQD,自旋和赝自旋是铁磁或反铁磁耦合的,这取决于分子轨道中的电子数量。我们确定了椭圆双量子点基态的轨道赝自旋量子数。提出了一个实验来检验轨道赝自旋和自旋磁性之间的相互作用。
2005-07-29 cond-mat.mes-hall
Design of a 4-electrode optical device for application of vector electric fields to self-assembled quantum dot complexes
自组装InAs量子点作为光电子器件的组成部分,可以在量子极限下工作,因此受到人们的极大关注。含有多个QD的复合物的电荷配置、点间耦合和对称性都可以用施加的电场来调节,但是控制这些参数中的每一个所需的电场的幅度和角度取决于QD复合物的取向。我们提出了一个4电极设备兼容的光激发和发射,允许应用程序的电场与任意大小和角度相对于孤立的量子点复合物。我们用数值模拟证明了这种器件的电场可调谐性。
2014-09-29 cond-mat.mes-hall
Coupling of bonding and antibonding electron orbitals in double quantum dots by spin-orbit interaction
本文系统地研究了准二维双量子点中少电子稳态的自旋轨道耦合效应。我们描述了自旋轨道相互作用引起的成键轨道和反键轨道之间的耦合及其对磁光吸收谱的影响。奇数电子数(1,3)%的自旋轨道耦合对基态波函数的扰动很小。然而,自旋-轨道相互作用打开了相反自旋取向和相反空间宇称的低能激发能级之间的避免交叉。对于两个电子的自旋轨道耦合允许低能量的光学跃迁,否则禁止自旋和奇偶选择规则。我们证明,光跃迁的能量可以显着增加面内电场,但只有奇数电子数。讨论了单电子轨道的占据和自旋轨道耦合对量子点间电子分布的影响。
2010-04-08 cond-mat.mes-hall
Orbital current mode in elliptical quantum dots
变形量子点特有的轨道电流模式的理论研究,首先通过使用一个简单的模型,允许解析地解释其主要特征,第二,通过数值求解的微观方程的时间演化后的初始扰动内的时间依赖性本地自旋密度近似。显示了不同变形和尺寸的结果。
1999-09-09 cond-mat.mes-hall
Coherent electrical rotations of valley states in Si quantum dots using the phase of the valley-orbit coupling
栅极电场对硅量子点中谷轨耦合的相位有很小但不可忽略的影响。双量子点中谷本征态之间的有限点间隧穿是通过两个点之间的谷轨道耦合的相位的小差异来实现的,并且它又允许两个点谷本征态在反交叉水平上的可控旋转。我们提出了一个全面的分析讨论这个过程中,与现实的结构估计。
2012-07-31 cond-mat.mes-hall
Optical pumping of charged excitons in unintentionally doped InAs quantum dots
作为一种替代常用的电学方法,我们已经研究了光泵浦的带电激子复合物解决杂质相关的过渡与光子的适当的能量。在这些条件下,我们证明了泵浦保真度可以非常高,同时仍然保持不同激子物种之间的切换行为。已经针对同一样品中存在的不同尺寸的单个量子点研究了这种机制,并与来自附近供体的旁观电子的直接注入进行了比较。
2007-04-18 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in nanowire-based wurtzite semiconductor quantum dots
研究了Dresselhaus自旋轨道相互作用对纤锌矿结构量子线上圆柱量子点的电子态和自旋弛豫速率的影响。考虑了体Dresselhaus自旋轨道耦合的线性和立方贡献,以及弱外部磁场的影响。将已有的锌晶格圆柱量子点电子态的解析解推广到纤锌矿晶格量子点的情形。对于InAs点的电子态,我们确定的自旋纹理和有效的g-因子,这表明标度崩溃时绘制作为一个有效的重整化点大小依赖的自旋轨道耦合强度的函数。计算了声-声子诱导的自旋弛豫速率,发现横向压电势占主导地位。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall
The orbital magnetization of single and double quantum dots in a tight binding model
计算了库仑相互作用和电子隧穿耦合的单量子点和双量子点的轨道磁化强度。在紧束缚模型中计算了量子点的电子态,并讨论了磁化强度与能谱、边缘态和体态的关系。我们确定的手征性的电子轨道和反交叉的能级时,磁场是变化的影响。我们还考虑了量子点的能谱失谐的影响,由一个外部的门电位。我们将我们的结果与Oosterkamp等人最近的实验进行了比较,物理修订信函80,4951(1998)。
2002-12-18 cond-mat.mes-hall
Control of electron spin and orbital resonance in quantum dots through spin-orbit interactions
研究了在声子诱导弛豫和退相干的情况下,共振振荡电磁场对耦合横向量子点中单个电子的影响。使用对称性参数,它表明,自旋和轨道共振可以有效地控制自旋-轨道相互作用。这种控制是可能的,这是由于拉比频率对作为自旋-轨道相互作用的各向异性的结果的点配置(点的取向和静态磁场)的强敏感性。所谓的易通过配置被示出为特别适合于自旋量子比特的磁操纵,确保长的自旋弛豫时间和保护自旋量子比特免受伴随片上操纵的电场干扰。
2007-08-09 cond-mat.mes-hall
Mechanisms of Manganese-Assisted Nonradiative Recombination in Cd(Mn)Se/Zn(Mn)Se Quantum Dots
在半导体{ \it 3d}深能级单电子模型的框架下,分析了Cd(Mn)Se/Zn(Mn)Se量子点中伴随Mn $^{2+}$离子组态间激发的电子空穴复合物的非辐射复合机制.除了库仑和交换相互作用引起的机制,这是相关的,因为泡利原理,另一种机制,由于{ \it sp-d}混合被认为是。结果表明,库仑机制归结为从光激发量子点到Mn $^{2+}$离子的长程偶极-偶极能量转移。对于Mn $^{2+}$离子和{ \it e-h}络合物的任何状态,都允许由于库仑机制引起的复合。相反,短程交换和${\it sp-d}$重组服从自旋选择规则,这是量子点中空穴态的强{ \it lh-hh}分裂的结果。估计表明,{ \it sp-d}机制的效率可以大大超过库仑机制。研究了Mn离子$^{2+}$上激发态的声子辅助复合过程。分析了在垂直于样品生长平面的磁场中观察到的量子点系综的PL强度的增加作为自旋相关复合的可能表现。
2010-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Orbital effect of in-plane magnetic field on quantum transport in chaotic lateral dots
我们展示了面内磁场如何影响大面积混沌横向量子点电导的弱局域化校正以及其中普遍电导涨落的参数依赖性。
2001-06-01 cond-mat.mes-hall
Spin transmission through quantum dots with strong spin-orbit interaction
通过对经典传输轨道的自旋演化矩阵求和,数值计算了在零磁场和不同Rashba自旋轨道相互作用下,规则和混沌二维量子点自旋电导的量子振荡.这些振荡的傅立叶分析表明,功率谱强烈依赖于点的几何形状。对于窄环的光谱占主导地位的一个单一的峰,根据以前的分析结果。在其他几何中,规则量子点的光谱由多个峰表示,混沌量子点的光谱由准连续体表示。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
Tunneling through Quantum Dots with Discrete Symmetries
在这篇简短的评论中,我们描述了复杂量子点中的离散对称性对近藤共同隧穿这些纳米物体的影响。这些离散的对称性源于隧穿器件的几何结构(例如,与引线隧穿接触的多通道量子点的空间对称性)。它们影响表征量子点基态和激发态的自旋多重态的动力学对称性。外部电场和磁场对这些对称性的影响进行了检查,并讨论了通过分子复合物的量子隧穿物理学的类比。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Kondo effect in double quantum dots
从理论上研究了两个单能级量子点与外电子库系统中的轨道近藤效应。量子点之间通过直接希望项和库仑相互作用耦合。近藤温度是从标度方法和从玻色子技术计算的。后者也被用来计算系统的线性电导。非线性电导,反过来,计算的非平衡格林函数形式主义。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Single electron control in n-type semiconductor quantum dots using non-Abelian holonomies generated by spin orbit coupling
我们提出利用具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的n型半导体量子点,通过简并态之间的绝热变换实现单电子操控.量子点中所有的能级都是离散的,并且由于Rashba和/或Dresselhaus自旋轨道耦合项的存在,时间反演导致了双简并.我们发现双简并的存在并不一定会产生有限的非阿贝尔(矩阵)Berry相。我们表明,一个扭曲的二维谐波势可能会产生非阿贝尔Berry相位。非阿贝尔贝瑞相的存在可以通过测量光学偶极跃迁来实验测试。
2006-02-22 cond-mat.mes-hall
Time dependent configuration interaction simulations of spin swap in spin orbit coupled double quantum dots
我们对横向耦合量子点中电子对的自旋交换进行了含时模拟。计算是基于组态相互作用方案占自旋-轨道(SO)耦合和电子-电子相互作用的数值精确的方式。非相互作用的电子交换其自旋的取向的方式,可以理解的interdot隧道与自旋旋进在一个有效的SO磁场,导致各向异性的自旋交换。库仑相互作用阻止了量子点之间的电子转移,但由于SO耦合引起的自旋转移和自旋旋进仍然存在。电子-电子相互作用另外引起在有效SO磁场的方向上的自旋分量的出现,其在两个点中是相反的。模拟结果表明,自旋交换的各向同性恢复相等的Dresselhaus和Rashba常数和适当取向的点。
2010-09-23 cond-mat.mes-hall
Quantum dots with Rashba spin-orbit coupling
本文研究了自旋轨道耦合对少电子相互作用量子点电子结构的影响。利用自旋密度泛函理论计算了量子点$N$的基态性质随电子数的变化。我们发现由于Rashba效应和交换相互作用的竞争,Hund规则被抑制。面内塞曼场的引入导致了封闭壳层结构中的点的顺磁行为,并在空间中形成自旋织构。
2002-09-23 cond-mat.mes-hall
Renormalization of spin-orbit coupling in quantum dots due to Zeeman interaction
我们分析地导出了一个量子点的哈密顿量的部分对角化,它在同等的基础上考虑了自旋-轨道相互作用和塞曼能量。结果表明,这两项之间的相互作用的结果在一个重正化的自旋轨道强度。电导波动的这一功能和实验观测之间的关系进行了讨论,发现模型预测和实验行为之间的良好协议。
2004-04-29 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction and anomalous spin relaxation in carbon nanotube quantum dots
我们研究了电子-晶格相互作用和自旋-轨道相互作用引起的自旋弛豫和退相干,并预测了磁场$B$引起的冲击效应。对于$B$的特定值,发生相消干涉,导致超过数十秒的超长自旋弛豫时间$T_1$。对于小的声子频率$ω$,我们发现了一个$1/\sqrtω$自旋-声子噪声谱-一个新的耗散通道的自旋量子点-这可以减少$T_1$许多数量级。我们发现,纳米管表现出零场能级分裂所造成的自旋轨道相互作用。这使得能够实现自旋的全电和相位相干控制。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall
Random matrix theory for closed quantum dots with weak spin-orbit coupling
量子点中的自旋-轨道耦合导致自旋相关的Aharonov-Bohm通量,达到耦合强度的最低阶。这种通量使量子点的自旋向上和自旋向下随机矩阵理论集合变得复杂。我们采用这种合奏,并发现显着的变化,分布的库仑阻塞峰高,特别是减少的宽度的分布。标准随机矩阵理论和Patel等人的实验分布之间令人困惑的不一致可能归因于这些自旋轨道效应。
2003-03-21 cond-mat.mes-hall
Orbital and spin relaxation in single and coupled quantum dots
数值计算了实际材料参数下横向单量子点和双量子点中单电子态的声子诱导轨道和自旋弛豫速率。在不同的场和量子点取向下,计算了作为磁场和点间耦合函数的速率。结果表明,在低磁场下,轨道弛豫是由于形变势声子引起的,而在高磁场下,压电声子占主导地位。由于Bychkov-Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的相互作用,单量子点中由压电声子主导的自旋弛豫是高度各向异性的。由于回旋效应对隧穿能量的影响,双量子点中的轨道弛豫随量子点间耦合的变化很大。由于各向异性自旋热点,双点中的自旋弛豫具有额外的各向异性,否则各向异性自旋热点在有用的磁场和点间耦合处引起速率的巨大增强。在平面内磁场(易通道)和垂直的磁场(弱通道)的自旋热点的情况下的条件制定解析为不同的生长方向的底层异质结构。结果表明,容易通道消失(自旋热点再现),如果双点系统失去对称性的xy-样扰动。
2006-04-27 cond-mat.mes-hall
Energy levels and magneto-optical transitions in parabolic quantum dots with spin-orbit coupling
基于Bychkov-Rashba自旋轨道(SO)相互作用对抛物型量子点的影响的理论方法,研究了该量子点中少数相互作用电子的电子性质.我们注意到自旋轨道耦合深刻地影响了量子点中相互作用电子的能谱。在这里,我们提出了精确的结果的能级和光学吸收光谱的抛物量子点包含多达四个相互作用的电子,在存在的自旋轨道耦合和外部施加的影响下,垂直磁场。我们已经详细描述了一个非常精确的数值方案来计算这些量。我们已经评估了SO耦合的Fock-Darwin光谱的量子点的三种不同的半导体系统,InAs,InSb,和GaAs的影响。
2005-09-07 cond-mat.mes-hall
Dynamics of excitons in individual InAs quantum dots revealed in four-wave mixing spectroscopy
详细了解固体中光驱动单个发射体的粒子数和相干动力学及其在超快非线性光信号中的特征,对于它们在未来量子和光学技术中的应用至关重要。在结合实验和理论研究激子复合物在单半导体量子点,我们揭示了一个详细的图片的动力学采用三光束偏振分辨四波混频(FWM)显微光谱。在激子-双激子系统中的四波混频信号的振荡动力学由精细结构分裂和双激子结合能在测量和分析描述之间具有良好的定量一致性所支配。的激发条件的分析表现出依赖于特定的选择的偏振配置,脉冲面积和时间顺序的驱动场的动力学。四能级激子系统中跃迁之间的相互作用导致相干性和布居数的丰富演化。利用二维四波混频光谱,我们阐明了激子双激子耦合,并确定中性和带电激子复合物在一个单一的量子点。因此,我们的研究清楚地表明,四波混频光谱是一个强大的工具来表征单量子结构的光谱和动力学性质。
2016-04-08 cond-mat.mes-hall
Entanglement production in chaotic quantum dots subject to spin-orbit coupling
我们数值研究了非相互作用电子在混沌量子点中产生轨道和自旋纠缠态的过程。自旋轨道耦合的引入使我们能够识别以前未被注意到的纠缠产生中的时间反演对称性相关的签名,类似于电导的弱(反)局域化量子校正。我们发现纠缠强烈依赖于自旋-轨道耦合,表现出时间反转和自旋-旋转对称性破缺的普遍特征。
2006-10-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of coupled spins in quantum dots with strong spin-orbit interaction
研究了InAs纳米线中双量子点中两电子自旋态的时间依赖性。在这个系统中,自旋轨道相互作用对受限电子的自旋态有着重要的影响。通过泡利自旋阻塞配置泵浦单电子允许通过它们对泵浦电流的影响来探测两个耦合自旋的动力学。我们观察到自旋弛豫的磁场依赖性不同于GaAs点,这可以解释为自旋轨道相互作用。振荡检测时间短于弛豫时间,我们归因于自旋态的相干演化。
2008-07-23 cond-mat.mes-hall
Bistability in the Tunnelling Current through a Ring of $N$ Coupled Quantum Dots
研究了N个耦合量子点环中电子输运的双稳态性质。一个轨道是定域的(称为b轨道),任何两个点中的b轨道的耦合可以忽略不计;另一个轨道是离域的(称为d轨道),这是由于相邻点中的d轨道的耦合,正如紧束缚模型所描述的。d轨道因此形成具有有限宽度的带。b和d轨道连接到具有电压偏置V的源极和漏极,允许电子隧穿。隧穿电流的计算使用非平衡格林函数方法最近开发的多能级的纳米结构。当尺寸N>50时,我们发现隧穿电流随偏压V的变化存在一个双折射效应;这种效应随尺寸N而变化,在N~100时变得相当大。讨论了温度对双稳态的影响。相比之下,平均场处理倾向于高估了非线性效应。
2012-05-26 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects on two-electron states in nanowhisker double quantum dots
从理论上研究了准一维AlInSb基双量子点中电子-电子相互作用和Rashba自旋-轨道相互作用对双电子的联合作用。我们计算了两电子的波函数,并探讨了这两种相互作用之间的相互作用的能级和自旋的状态。能谱随外加磁场的变化表现出三重态和单重态之间的交叉和反交叉,这与自旋轨道耦合引起的能级混合有关。我们发现,这些交叉发生的领域可以自然地控制的interdot势垒宽度,控制交换积分的结构。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall
Spin splitting and precession in quantum dots with spin-orbit coupling: the role of spatial deformation
在自旋轨道耦合GaAs/AlGaAs量子点自旋旋进研究的基础上,我们进一步研究了形变在量子点外约束中的作用。在低磁场下,小的椭圆变形足以改变进动特性。我们得到了包含弱Rashba和Dresselhaus自旋轨道项的修正的$g$因子的近似表达式。对于更强烈的耦合进行数值计算。我们还研究了磁场方向对自旋分裂的影响以及与之相关的$g$因子的各向异性。利用真实的自旋轨道强度,我们的模型计算可以再现Hanson等人(cond-mat/0303139)报道的单电子点的实验自旋分裂。对于含有更多电子的点,库仑相互作用的影响估计内的本地自旋密度近似,表明非迭代系统的许多功能被定性保存。
2003-05-28 cond-mat.mes-hall
Singlet-triplet splitting in double quantum dots due to spin orbit and hyperfine interactions
我们分析了外加磁场和偏压作用下双电子双量子点的低能能谱。我们专注于自旋封锁制度,考虑到自旋轨道相互作用和超精细耦合的电子和核自旋。从双点中两个相互作用电子的模型出发,我们在单重态和三重态能级之间的避免交叉附近导出了微扰的有效两能级哈密顿量,它们通过自旋轨道和超精细相互作用耦合。我们评估的水平分裂的反交叉,并表明,它取决于各种参数,包括自旋轨道耦合强度,外部磁场相对于内部自旋轨道轴的方向,潜在的失谐的点,和超精细场之间的差异在两个点。我们提供了一个分裂的自旋轨道长度的公式,在两个点的超精细领域,和双点参数,如隧道耦合和库仑能量。这个公式应该证明是有用的提取自旋轨道参数的传输或电荷传感实验在这样的系统。我们确定了一个参数制度的自旋轨道和超精细条款可以成为可比的强度,并讨论如何达到这个制度。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Orbital fluctuations and strong correlations in quantum dots
在本讲义中,我们将注意力集中在量子点系统上,在这些系统中,由于轨道或电荷自由度的存在,产生了奇异的强相关行为。在简要介绍了单电子晶体管中的输运理论和近藤效应之后,我们讨论了SU(4)近藤效应在轨道简并量子点和双量子点系统中的发展,并研究了横向量子点中的单重态-三重态跃迁.讨论了电荷简并点附近的电荷涨落和Matveev到双通道Kondo模型的映射。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Selective tuning of spin-orbital Kondo contributions in parallel-coupled quantum dots
我们使用共隧穿光谱研究自旋,轨道,和自旋轨道近藤输运在一个强约束系统的InAs双量子点(QD)平行耦合到源极和漏极。在单电子输运体系中,高对称性的自旋轨道近藤效应在轨道简并和无外磁场时表现出来。然后,我们继续表明,个人近藤贡献可以被隔离和单独研究,无论是通过轨道失谐的情况下,自旋近藤运输,或自旋分裂的情况下,轨道近藤运输。通过改变点间隧道耦合,我们表明,提升的自旋简并是确认存在的轨道简并的关键,并检测到一个小的轨道杂化间隙。最后,在双电子体系中,我们证明了自旋三重态基态的存在导致了零磁场下的自旋近藤输运。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-11 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction and valley-orbit coupling in Si quantum dots
少电子Si量子点中的谷轨耦合是量子点占据数N的函数。我们研究了2 <= N <= 4的多通道硅量子点的光谱,表明与直觉相反,电子-电子相互作用对谷轨道耦合的影响可以忽略不计。对于N=2,它们被谷干涉抑制,对于N=3,它们由于旋量重叠而消失,对于N = 4,它们在不同的电子对之间抵消。为了证实我们的理论发现,我们检查了一个少电子的金属氧化物半导体量子点的实验能谱。在磁场中测量的自旋谷态填充序列揭示了谷-轨道耦合绝对不受占据数的影响。
2013-08-13 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and anisotropic exchange in two-electron double quantum dots
研究了自旋轨道相互作用对双电子横向耦合量子点能谱的影响。研究了F. Baruffa等人,物理修订版信函104,126401(2010)面临着在零和有限磁场中的单量子点和双量子点中的精确数值结果。一般情况下,双点的各向异性交换哈密顿量在定量上是可靠的。有两个特别重要的发现:i)由于没有与最近激发能级的耦合,模型即使对于最大可能的点间耦合(单个点)也是有效的,这是点对称性的一个事实。ii)在弱耦合状态下,Heitler-London近似即使在有限磁场中也给出了定量正确的各向异性交换参数,尽管已知该方法对于各向同性交换失败。GaAs量子点的解析模型(采用线性Dresselhaus和Bychkov-Rashba自旋轨道项)与数值数据之间的微小差异被发现主要是由于立方Dresselhaus项。
2010-07-22 cond-mat.mes-hall
Orbital Kondo effect and spin polarized transport through quantum dots
利用运动方程方法研究了磁场中两个电容耦合量子点的相干自旋输运。磁场破坏了自旋简并性。对于特定的栅极电压选择,点能级被调谐到谐振,并产生轨道近藤效应。对于点处不同的塞曼分裂,只有一个自旋通道可以形成近藤共振。在这种情况下,系统作为有效的自旋过滤器操作。
2005-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Triplet-Singlet Spin Relaxation in Quantum Dots with Spin-Orbit Coupling
我们估计了弱受限量子点中声子辐射辅助下自旋轨道耦合引起的三重态-单重态弛豫速率。我们对两个和四个电子的结果表明,在最近的实验中观察到的不同的三重态-单重态弛豫趋势下磁场可以理解在一个统一的理论描述,作为自旋轨道耦合和声子发射效率之间的竞争的结果。此外,我们表明,这两种效果的限制和外部磁场,这可能会给访问非常长寿的三重态以及选择性人口的三重态塞曼子能级的强度有很大的影响。
2006-10-19 cond-mat.mes-hall
Spin and Orbital Spectroscopy in the Absence of Coulomb Blockade in Lead Telluride Nanowire Quantum Dots
我们研究了半导体碲化铅纳米线器件中的量子点。由于PbTe中双极输运的可及性,量子点可以被电子和空穴占据。由于PbTe的介电常数非常大,约为1000,我们没有观察到库仑阻塞,这通常会混淆轨道和自旋谱。我们提取大的和高度各向异性的有效朗德g因子,在20-44的范围内。库仑阻塞的存在允许直接读出,在零源极-漏极偏压下,高达600微电子伏的自旋轨道杂化能量。这些自旋性质使得最近合成的IV-VI族材料家族的成员PbTe纳米线作为量子技术(例如自旋和拓扑量子比特)的材料平台具有吸引力。
2022-05-22 cond-mat.mes-hall
Internal transitions of negatively charged magnetoexcitons in quantum dots
我们报告的激子复合物Xn-(过剩电荷,n,范围从1到4)限制在量子点的远红外吸收光的振子强度的计算。磁场在对应于2和3/5之间的“填充因子”的区间内变化。电子-空穴相互作用的影响被认为是从科恩线的峰值位置的偏差,并在几个最终状态的振子强度的传播。跃迁密度被用作表征吸收峰的附加工具。
2003-08-15 cond-mat.mes-hall
Phonon modulation of the spin-orbit interaction as a spin relaxation mechanism in InSb quantum dots
计算了抛物型InSb量子点中自旋与声子相互作用的自旋弛豫率。我们认为变形势机制是Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中占主导地位的电子-声子耦合。通过研究合适的选择磁场和横向点的大小,我们确定的自旋弛豫率可以实际抑制的区域。我们分析了自旋弛豫率随外加磁场和平均量子点半径的变化。由于Dresselhaus贡献的自旋混合的自旋轨道相互作用的影响进行了讨论。
2008-01-13 cond-mat.mes-hall
Cubic Dresselhaus Spin-Orbit Coupling in 2D Electron Quantum Dots
我们研究了经常被忽视的立方Dresselhaus自旋轨道耦合的影响(即,$\propto p^3$)。利用半经典台球模型,我们估计了塞曼场中封闭量子点的自旋轨道诱导避免交叉的大小。利用这些结果,结合以前基于随机矩阵理论的分析,我们计算了相应的影响电导通过一个开放的量子点。将我们的结果与通过8 μ m^2量子点的电导实验相结合[D M Zumbuhl等人,物理评论B 72,081305(2005)]提出:1)GaAs的德雷斯豪斯耦合常数$γ$约为9 eVA ^[3],明显小于通常引用的27.5 eVA ^[3]; 2)自旋轨道耦合的自旋翻转分量的大部分来自立方德雷斯豪斯项。
2007-02-28 cond-mat.mes-hall
Strong electrically tunable exciton g-factors in an individual quantum dots due to hole orbital angular momentum quenching
强的电可调激子g-因子中观察到的个人(Ga)InAs自组装量子点和微观起源的效果进行了解释。现实的八带k.p模拟定量地解释了我们的观察,同时再现激子跃迁能量,DC斯塔克位移,抗磁位移和g因子可调性模型点与测量的大小和一个相对较低的In-组成的x(In)~35%附近的点顶点。我们发现,所观察到的g-因子的可调性是由空穴,电子贡献只有微弱。示出的电场引起的扰动的空穴波函数的影响后,g-因子通过轨道角动量淬火,在:Ga的包络函数内的组合物的变化只起很小的作用。我们的研究结果提供了设计规则生长自组装量子点的电自旋操纵通过电g因子调制。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Magnetic and orbital instabilities in a lattice of SU(4) organometallic Kondo complexes
基于对沉积在清洁Au(111)表面上的铁(II)-酞菁(FePc)分子自组装网络[FePc/Au(111)]的扫描隧道光谱(STS)实验及其在近藤区域中杂质SU(4)Anderson模型扩展到晶格方面的解释,我们研究了FePc/Au(111)中近藤效应与磁轨道相互作用之间的竞争。在平均场近似下,我们用大$N$从玻色子方法研究了该模型的量子相位和临界点。杂质中的SU(4)对称性表现为通常自旋和由Fe原子中简并的$3d_{xz}$和$3d_{yz}$轨道产生的轨道赝自旋的组合。在晶格的情况下,我们的研究结果表明,额外的轨道自由度的关键修改的低温相图,并诱导铁原子之间的轨道相互作用,这可能会稳定奇异的量子相位与磁性和轨道秩序的新类型。主要的不稳定性对应于自旋铁磁和轨道反铁磁序。
2014-06-09 cond-mat.mes-hall