Simultaneous Existence of Confined and Delocalized Vibrational Modes in Colloidal Quantum Dots
耦合到声子模是半导体中激子退相和能量损失的主要机制。然而,胶体量子点中的低能声子及其与激子的耦合却知之甚少,因为它们的实验特征很弱,而且通常被胶体量子点系综不可避免的不均匀加宽所掩盖。我们利用低温下的多维相干光谱技术研究了CdSe/CdZnS核/壳胶体量子点系综中激子的均匀非线性光学响应。比较模拟提供的证据表明,所观察到的线型产生的限制和离域振动模式,这两者都强烈耦合到激子在CdSe/CdZnS胶体量子点的共存。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transient current spectroscopy of a quantum dot in the Coulomb blockade regime
为了研究量子点在库仑阻塞状态下的能量弛豫,提出并演示了瞬态电流谱。采用快脉冲信号激发AlGaAs/GaAs量子点到激发态,分析了非平衡瞬态电流随脉冲长度的变化。瞬态电流的幅度和时间常数对基态和激发态自旋敏感。我们发现,自旋弛豫时间是长于,至少,几微秒。
2000-10-27 cond-mat.mes-hall
Graphene Quantum Dot as a Probe for DNA Nucleobase Detection: A First Principle Study
本论文采用密度泛函理论研究了石墨烯量子点吸附DNA核碱基的结构稳定性、电子、光学和振动性质。基于最新的电子结构计算,我们预测了GQD对DNA碱基的灵敏度顺序为胸腺嘧啶>胞嘧啶>鸟嘌呤>腺嘌呤。GQD与DNA核碱基的相互作用导致电子能隙的调制。我们计算的UV/vis和IR振动光谱显示了独特的光谱带,可以用于下一代DNA测序诊断中的指纹。
2019-10-13 cond-mat.mes-hall
Control of vibrational states by spin-polarized transport in a carbon nanotube resonator
我们研究了悬浮碳纳米管量子点与两个铁磁引线接触时的自旋相关输运,量子点的自旋耦合到弯曲力学模式。自旋-振动相互作用在量子点的两个能级之间引起自旋翻转过程。这种相互作用源于自旋-轨道耦合或磁场梯度。非弹性振动辅助自旋翻转引起的机械阻尼,并为施加的偏置电压,到一个稳定的非平衡占据的谐振子。我们分析了这些影响的功能的点的能级分离和磁极化的线索。依赖于磁结构和偏置电压的极性,我们可以强烈地冷却一个单模或泵能量到它。在后一种情况下,我们发现,在我们的近似下,系统最终接近一个政权的机械不稳定。此外,由于电子输运的自旋取向的敏感性,我们发现的电流-电压特性的纳米机械运动的签名。因此,振动状态可以在输运测量中读出。
2015-03-01 cond-mat.mes-hall
Rectifying the output of vibrational piezoelectric energy harvester using quantum dots
压电能量采集器清除机械振动并产生电力。研究人员一直在努力优化机电结构,并设计必要的外部电源管理电路,旨在提供高功率和整流输出,以便用作电池。机械结构的复杂变形导致具有相反极性的电荷出现在同一表面上,导致所附接的金属电极中的电流损耗。诸如整流器的外部功率管理电路包括消耗功率并且具有不期望的正向偏压的二极管。为了解决上述问题,我们设计了一种新型的集成压电能量收集装置,其结构是通过堆叠一层量子点(QD)和一层压电材料。我们发现,量子点可以整流从压电材料产生的电荷,因为它的自适应电导的量子点层的两侧的电化学电位,使电流引起的能量损失在同一表面上的压电材料可以最小化。量子点层有可能取代外部整流电路,提供一个更紧凑和更低功耗的解决方案。
2016-12-19 cond-mat.mes-hall
Vibrational effects in charge transport through a molecular double quantum dot
分子电子学领域的最新进展揭示了电子自由度和特定振动模式之间耦合的根本重要性。考虑到分子二聚体和碳纳米管双量子点的例子,我们在这里从理论上研究了通过一个双位系统,是强耦合到一个单一的振动模式的运输。使用量子主方程的方法,我们证明,根据两个点的相对位置,电子-声子相互作用可以导致负微分电导和抑制通过系统的电流。我们还讨论了实验相关性的研究系统的结果和可能的实现。
2017-02-17 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Transient heat generation in a quantum dot under a step-like pulse bias
研究了在阶跃脉冲和方波脉冲驱动下量子点系统的瞬态热产生。我们发现,一个周期性振荡的热产生后,增加了突然的偏见。一个特别令人惊讶的结果是,存在从零温度声子子系统的热吸收。因此,非平衡态的声子布居数可以小于平衡态的声子布居数。此外,我们也确定了量子点运作的最佳条件下,以最小的发热量。
2012-06-18 cond-mat.mes-hall
Transient quantum transport in double-dot Aharonov-Bohm interferometers
利用主方程的精确解研究了双点Aharonov-Bohm(AB)干涉仪中电子的实时非平衡量子动力学。两个电子路径之间的相干性的建立通过瞬态传输电流中的AB振荡的时间依赖性振幅显现出来,并且可以通过改变引线上的施加偏压、点之间的现场能量差以及点与引线的耦合的不对称性来增强。输运电流的瞬态振荡不服从相位刚性。环流在磁通中具有反对称的AB振荡。非简并的现场能源和有限的偏见造成占领在每个点有一个任意的通量依赖性的耦合不对称性是变化的。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall
Coherent surface-to-bulk vibrational coupling in the 2D topologically trivial insulator Bi2Se3 monitored by ultrafast transient absorption spectroscopy
二维拓扑绝缘体(TI)Bi 2Se 3 [带隙狄拉克表面态(SS)]中的超快载流子弛豫以及它如何继承三维TI Bi 2Se 3(无隙狄拉克SS)中的超快弛豫仍然是开发基于这些材料的新光电子器件的挑战。本文采用波长约340 nm(光子能量约3.65 eV)的超短(100 fs)抽运脉冲,在紫外-可见光谱区(1.65 - 3.85 eV)利用瞬态吸收(TA)光谱研究了厚度分别为2和5个五层(约2和约5 nm)的二维TI Bi 2Se 3薄膜中的超快电子弛豫。TA光谱的负贡献和正贡献分别归因于主要发生在体态的吸收漂白和表面态的逆韧致辐射型自由载流子吸收。由于这种直接和选择性地访问的散装和表面载流子的动力学,我们能够监测相干纵向光学(LO)声子振荡,这是连续推出的散装和表面状态的前放松电子人口内的LO-声子级联发射。我们还认识到,通过相干LO-声子振荡的相位相关的振幅变化出现的相干表面到体振动耦合。这种独特的行为主要表现在2D TI Bi 2Se 3(2 nm厚的膜)在光子能量范围(~2.0 - 2.25 eV)中的拓扑平凡绝缘体相,其中在体态和表面态之间发生有效的能量交换。我们还发现,相干的表面到体的振动耦合显着减弱与增加的Bi 2Se 3膜的厚度和泵浦功率。
2022-03-23 cond-mat.mes-hall
Transient Charging and Discharging of Spin-polarized Electrons in a Quantum Dot
本文研究了在矩形偏压脉冲作用下,耦合到两个铁磁引线上的量子点中自旋极化瞬态输运。时间相关的自旋分辨电流,职业,自旋积累和隧道磁电阻(TMR)的计算使用非平衡格林函数和主方程技术。平行和反平行引线的磁化取向进行了分析。我们的主要发现是:随时间改变符号的动态自旋累积、发射极引线中(但不在集电极引线中)自旋极化电流的短暂脉冲以及在瞬态状态中产生负值的动态TMR。我们还观察到,点内库仑相互作用可以进一步增强TMR的负值。
2007-09-28 cond-mat.mes-hall
Quantum entanglement driven by electron-vibrational mode coupling
在这项工作中,我们提供了一个有效的生产最大纠缠态的原理证明使用耦合到振动模式的带电量子点。该物理系统由两对量子点组成,每对量子点都有一个能够在量子点之间隧穿的电子,从而编码一个量子比特。最初没有耦合的电子与两个玻色子振动模式相互作用。结果表明,电子与振动模的耦合导致了有效的电子-电子相互作用,这是形成最大量子纠缠电子态的主要机制.这种耦合的效果遵循一个非单调的行为,这是通过一个有效的哈密顿量,考虑到高阶过渡过程来解释。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transient effects in double quantum dot sandwiched laterally between superconducting and metallic leads
我们研究了超导导线与普通金属导线串联耦合的双量子点亚带隙中出现的瞬态现象,重点研究了超导邻近效应的发展。对于不相关的纳米结构,我们推导出明确的表达式的时间依赖性occupancy在两个量子点,电荷电流,和电子配对上诱导的个别点和它们之间。结果表明,初始组态对双量子点与超导库耦合后产生带隙束缚态的动力学过程有很大影响。特别是,当量子点最初被单独占据时,超导邻近效应将被暂时阻挡。这种{ \it三联体}/{ \it Andreev阻断}最近已经被实验报道用于嵌入约瑟夫森中的双量子点[D. Bouman等人,B 102,220505(2020)]和Andreev [P. Zhang等人,arXiv:2102.03283(2021)]连接。我们还讨论了关联效应在最低阶解耦方案中的作用,以及与时间相关的数值重整化群计算。竞争的排斥库仑相互作用与超导邻近效应导致重整化的间隙准粒子,加速量子振荡和缩小区域的瞬态现象,而动态Andreev封锁是非常明显的弱点间耦合限制。我们提出了可行的方法来检测的特征时间尺度,可以观察到的Andreev光谱。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall
Unified Finite-element Model for Transient Absorption and Raman Scattering of Vibrating Noble Metal Nanoparticles
本文基于 COMSOL Multiphysics 建立统一有限元模型,同时模拟贵金属纳米粒子的瞬态吸收与拉曼散射光谱,并通过多种金、银纳米结构验证其拟合与模式分析能力。
2024-06-18 cond-mat.mes-hall
Transient regime in non-linear transport through many-level quantum dots
我们研究了非相互作用纳米结构中的非稳态电子输运,该非稳态电子输运由有限偏压和施加在其与引线接触处的时间依赖性信号驱动。该系统的模型由紧束缚哈密顿和瞬态电流计算从非平衡格林-Keldysh形式主义。数值实现不限于弱耦合的引线,并不意味着宽带限制假设的频谱宽度的引线。作为该方法的一个应用,我们详细研究了单量子点和双量子点中的瞬态行为和电荷动力学的阶跃电位连接到铅,但该方法也允许考虑非周期电位或短脉冲。我们表明,当较高的能级的孤立系位于偏置窗口内的引线的瞬态电流接近稳态的非振荡平滑的方式。在适度耦合到引线和固定偏置的瞬态获得一个阶梯状的结构,步骤的长度与系统的大小增加。有限偏置窗口内的电平数量可以通过恒定的栅极电势来调节。我们还发现,瞬态行为取决于特定的方式耦合的导致介观系统。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Nuclear Spin Dynamics in Double Quantum Dots: Fixed Points, Transients, and Intermittency
通过自旋阻塞量子点的传输提供了一种用于电控制和检测主体材料中的核自旋动力学的手段。虽然近年来这类实验越来越受欢迎,但从核自旋动力学的角度解释其结果仍然具有挑战性。在这里,我们指出了一个基本的过程中,核自旋动力学可以由电子散粒噪声驱动;快速电流波动产生慢得多的核极化动力学,这反过来又影响电子动力学通过Overhauser场。由此产生的极其缓慢的间歇性电流波动解释了先前未被理解的各种观察到的现象。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall
Quantum correlations among optical and vibrational quanta
我们研究了关联光腔场和振动声子模的可行性。固定在纳米机械谐振腔梁上的激光泵浦量子点作为一个整体与光学谐振腔模相互作用。当量子点变量比光学和声子变量快时,我们得到了一个只描述所涉及模式的主方程。增加直接影响振动自由度的温度,也可以影响腔光子强度,即,光学和声子模式是相关的。此外,相应的Cauchy-Schwarz不等式被违反,证明了这些关联的量子性质。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge-vibration interaction effects in normal-superconductor quantum dots
研究了嵌入在超导导线和正常导线之间的量子点的量子输运和非平衡振动态,量子点上的电荷与频率为$ω$的谐振子线性耦合。对于电荷-振动相互作用的首级,我们用Keldsyh格林函数方法计算了电流和非平衡声子占据。我们分析了非弹性,振动辅助隧道过程中的制度$ω<Δ$,与超导能隙$Δ$,并通过点尖锐的共振传输。当点能级的能量$\varepsilon_0$接近费米能$μ$,即$|\varepsilon_0-μ|\ll Δ$时,非弹性Andreev反射占主导地位,直到电压$eV\gtrsimΔ$。当量子点能级接近能隙$|\varepsilon_0-μ|\sim Δ\pm ω$时,非弹性准粒子隧穿成为主导过程。在这两种情况下,非弹性隧穿过程在$I$-$V$特性中表现为尖锐而突出的峰-不因温度而变宽,并且即使在温度$T \gg ω$下也为振动模式的非弹性光谱铺平了道路。我们还发现,非弹性Andreev反射以及准粒子隧穿诱导一个强的非平衡态的振荡器。在点的水平上的不同范围内,我们发现,电流产生:(i)基态冷却的振荡器与声子占领$n\ll 1$,(ii)在振荡器中的能量与$n\gg 1$和(iii)的机械不稳定性,这是一个自我维持振荡的前兆。我们表明,基态冷却同时实现了几种模式的不同频率。最后,我们讨论了如何通过非弹性电流峰相对于栅电压的不对称行为来检测非平衡振动态。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Vibrational Instability due to Coherent Tunneling of Electrons
研究了单电子晶体管两引线间量子点的机械振动与量子点中电子通过单能级的相干隧穿之间的耦合效应。我们已经发现,超过一定的临界值的偏置电压的动态不稳定性发生和机械振动的点发展成一个稳定的极限环。计算了这种晶体管的电流-电压特性,它们似乎与Park等人最近对单$C_{60}$分子晶体管的实验结果相当吻合。(Nature { \bf 407,}(2000)57)。
2002-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Buildup of Fano resonances in the time domain in a double quantum dot Aharonov-Bohm interferometer
在本文中,我们研究了由横向耦合的双量子点(DQD)耦合到源极和漏极的纳米级Aharonov-Bohm(AB)干涉仪中的瞬态量子输运。导出了导线在有限温度下的瞬态线性电导,并将其分为三项,分别由不同的输运通道贡献。通过观察DQD系统的约化密度矩阵的瞬态线性电导和元素随时间的演化,我们揭示了Fano共振在时域中建立的本质。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall
Transient tunneling current of single electron transistors
对单电子晶体管的瞬态隧穿电流进行了理论研究。利用Jauho,Wingreen和Meir [Phys.Rev.B50,5528(1994)]给出的电流随时间变化的公式,研究了温度对嵌入非对称势垒中的单个量子点瞬态电流的影响.结果表明,隧穿速率比对瞬态电流特性有显著影响。最后,分析了锗量子点构成的单孔晶体管指数增长瞬态电流的振荡结构。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Long transient dynamics in the Anderson-Holstein model out of equilibrium
计算了通过强耦合振动模的单能级量子点的含时非平衡电流。采用近似方法讨论了引线与量子点瞬时耦合引起的非平衡实时动力学。该方法是专门为强极化子制度设计的,是基于所谓的极化子隧穿近似。考虑到不同的初始点的职业,我们表明,一个共同的稳定状态达到后的时间远大于典型的电子隧穿时间,由于极化子阻挡效应的点电荷。一个直接的比较与数值精确的数据,显示出良好的协议的时间尺度可访问的图形蒙特卡罗模拟方法。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall
Effective Hamiltonian for two-electron Quantum Dots from weak to strong parabolic confinement
我们用振转和纯振动有效哈密顿算符模拟了抛物禁闭势中的准二维双电子量子点。这些通过非线性最小二乘拟合到精确的能级来优化。我们发现,振动哈密顿量很好地描述了能级,并揭示了相对贡献如何变化的限制强度。振转模型表明,形成一个刚性的两电子分子在弱约束,我们进一步提出了一个修改后的模型,允许一个非常准确的过渡从弱到强的约束制度。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transient Dynamics of Confined Charges in Quantum Dots in the Sequential Tunnelling Regime
我们研究了在有序隧穿输运条件下,单个多能级量子点中束缚粒子的含时、相干和耗散动力学。我们专注于非平衡制度,其中有几个渠道可供运输。通过一个完全微观和非马尔可夫密度矩阵形式主义,我们研究了输运诱导的退相干和弛豫系统。我们验证我们的方法,也调查我们的模型的马尔可夫极限。我们确认,不仅不这样的限制忽略系统状态之间的相干振荡的预期,而且在此限制下达到稳态的速率显着不同于非马尔可夫的结果。通过系统地分析各种实际隧穿率各向异性和能量配置下约化密度矩阵非对角元素相干振荡的衰减常数和频率,我们提出了一个扩展退相干时间的准则.
2010-02-11 cond-mat.mes-hall
Vibrational and electronic ultrafast relaxation of the nitrogen-vacancy centers in diamond
首次对金刚石中的氮空位中心进行了二维电子能谱和瞬态光栅测量。这些测量结果揭示了能量转移和振动路径与自旋相干的后果。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transient transport spectroscopy of an interacting quantum dot proximized by a superconductor: Charge- and heat-currents after a switch
本文研究了超导体近邻化量子点在开关操作后的电荷流与热流时间演化,发现时间依赖热流可作为探测强库仑相互作用与超导配对相互作用的灵敏双粒子探针,并利用费米子对偶性解析公式详细分析了配对效应对电流衰减的抑制作用。
2023-05-20 cond-mat.mes-hall
Resonant hyper-Raman scattering in spherical quantum dots
建立了球形半导体量子点系综共振超拉曼散射的理论模型。在包络函数近似的框架下,电子中间态被描述为Wannier-Mott激子。的光学极性振动模式的纳米晶体(振动子)和它们与电子系统的相互作用的分析与连续模型的帮助下,满足机械和静电匹配条件的接口。导出了超喇曼散射效率的显式表达式,该表达式适用于入射双光子能量接近激子共振的情况。导出了光学跃迁和类Fröhlich激子-晶格相互作用的偶极选择规则:结果表明,只有具有总角动量$L=0,1$的激子态和具有角动量$l_p=1$的振动模对超拉曼散射过程有贡献.得到了球形CdSe锌配合物纳米晶体的激子能量、波函数和振动子频率,并计算了相应的超拉曼散射谱和共振谱。讨论了它们与点半径的关系以及尺寸分布对它们的影响。
1998-11-05 cond-mat.mes-hall
Two and three electrons in a quantum dot: 1/|J| - expansion
我们考虑二维抛物型量子点中的两个和三个电子系统。磁场垂直于电子运动平面施加。我们表明,对应于高角动量,J,和振动量子数低的状态的能级可以系统地计算为1/ |J|中的幂级数。这些状态与高B限值相关。
1997-06-02 cond-mat.mes-hall
Classical information driven quantum dot thermal machines
我们分析了量子点热机的瞬态响应,这种热机可以由作为经典信息源的超精细相互作用驱动。我们的装置包括一个量子点耦合到两个接触,驱动热流,同时耦合到一个核自旋浴。根据参数范围的不同,量子点热机既可以作为电池也可以作为发动机。量子点中的电子通过超精细自旋翻转过程与核自旋相互作用,如在诸如GaAs量子点的固态系统中通常看到的。这种系统中的超精细相互作用通常被视为量子信息处理的障碍,可以有利地被视为经典信息流进入热机设置的驱动剂。我们将这种信息流与兰道尔擦除核旋转浴,导致电池操作。我们进一步证明,即使在点上的电压偏置下,该设置也可以作为瞬态电源执行。专注于瞬态热电操作,我们的分析清楚地表明兰道尔擦除的作用是提供比传统量子点热电装置更高的输出功率,并且效率高于稳态下相同卡诺循环的效率,这与最近提出的反馈控制器系统效率界限一致。本文还研究了核自旋弛豫过程在这些方面的作用。最后,我们引入了点中的库仑相互作用,分析了系统的瞬态热电响应。我们的研究结果阐述了有效地利用不太理想的散射过程作为一个非平衡源的香农信息流在热机器和可能出现的可能性,从使用的量子信息源。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Transient dynamics of an adiabatic NEMS
研究了一个绝热纳米机电系统(NEMS)的瞬态动力学,该系统由一个纳米机械振子和一个量子点耦合而成。通过数值求解控制振子的非线性随机微分方程,研究了振子位置、点占有数和电流随时间的演化。不同的参数设置进行了研究,系统表现出双稳态,三稳态或单稳态行为在有限的时间范围内。结果表明,经过一个典型的长瞬态,调查下的系统没有表现出滞后行为,并达到一个独特的稳定状态,独立的初始条件。瞬态动态由一个或两个良好分离的特征时间标记,这取决于所考虑的情况(即,单稳态或多稳态)。我们评估这些时间的一个点的共振或非共振。事实证明,与非耦合振荡器的周期相比,特征时间尺度很长,特别是在低偏置下,这表明预测的瞬态动力学可以在最先进的实验装置中观察到。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Tunneling broadening of vibrational sidebands in molecular transistors
在强耦合的情况下,研究了通过耦合到单个振动模式的分子量子点的输运。我们使用的电子在分子和电子之间的相关性的扩展,并显示出的隧道展宽的泡利原理和量子化的振荡器的组合强烈抑制。因此,第一个弗兰克-康登步骤是尖锐的比高阶的,其宽度,相比裸隧穿强度,减少了位移和非位移振子的基态之间的重叠。
2003-09-16 cond-mat.mes-hall
Transient dynamics in the Anderson-Holstein model with interfacial screening
研究了电子-声子耦合和点-铅排斥对Anderson-Holstein模型输运性质的联合影响。我们采用最近提出的非微扰方法来计算系统的瞬态响应。通过改变时间传播的初始条件,电流表现出不同性质的瞬态振荡。我们能够解开两个动力学过程,即由于点铅接触的局部电荷重排和由于施加外部偏压的非平衡多体状态的建立。这些过程涉及弗兰克-康登激发或共振能级和费米能级之间的跃迁。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Rotational and vibrational spectra of quantum rings
人们可以通过静电或蚀刻技术将二维电子气限制在半导体异质结构中,从而形成小的电子岛。这些人造的“人造原子”提供了多粒子物理学教科书例子的实验实现:一个陷阱中有限数量的量子粒子。人们花费了大量的努力来使这种“量子点”更小,并从介观到量子体系。从一开始,原子、原子核或金属团簇的物理学就有着深远的相似性:壳结构和洪德规则的概念就被发现适用于真实的原子!在这封信中,我们报告了一个发现,即被限制在环形量子点中的电子形成了在基态具有反铁磁有序的相当刚性的分子。这可以从旋转和振动激励的分析中最好地看出。
2000-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transient thermoelectricity in a vibrating quantum dot in Kondo regime
采用含时非交叉近似和线性响应Onsager关系,研究了振动量子点通过栅电压突然进入近藤区时热电势随时间的演化.研究了零温度和强电子-声子耦合下的瞬时热电势的行为。我们认为,热电势衰减时间的饱和值与其稳态值的倒数可能是确定近藤温度和电子-声子耦合强度值的另一种工具。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transient effects in quantum dots contacted via topological superconductor
研究拓扑超导纳米线两侧量子点中准粒子态的逐渐发展,探索通过零能马约拉纳模式传递的非平衡交叉关联,揭示电子配对瞬态行为中的非局域特征及其在淬火驱动过程中的表现,对拓扑和常规超导量子比特的编织协议具有重要意义。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transient dynamics of double quantum dots coupled to two reservoirs
利用非平衡格林函数方法研究了耦合到两个库中的双量子点的含时性质。对于一个任意的时间依赖性的偏压,我们推导出的时间依赖性的电子密度的一个点和几个电流,包括在宽带极限近似的点之间的电流的表达式。对于恒定偏压的特殊情况,我们数值计算了电子密度和电流。结果,我们发现这些量是振荡的,并且来自点的电流的单个周期中的峰的数量随着偏置电压而变化。我们还得到了一个解析表达式的弛豫时间,它表示如何快速的系统收敛到其稳定状态。从表达式中,我们发现,当点之间的耦合强度足够大时,与点和储层之间的耦合强度的差异相比,弛豫时间变得恒定。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic Coulomb blockade in single-lead quantum dots
研究了安德森杂质量子点对施加在单耦合引线上的一系列斜升驱动电压的瞬态动力学响应。基于开放耗散系统的运动形式主义的分层方程计算瞬态电流[J. Chem. Phys. 128,234703(2008)]。在非线性响应和非绝热充电状态下,瞬态响应电流的特征共振特征清晰而真实地反映了量子点的能量结构.我们还讨论和评论在这项工作中使用的理论形式主义的物理和数值方面。
2008-07-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Formation of Fano resonance in double quantum dot system
分析了自由电子在T型双量子点系统(2 QD-T)中输运的瞬态电子动力学和Fano共振随时间的形成.输运特性的时间演化是不同的一个弱的和一个强的点间耦合相对于点电极耦合。当点-点耦合较弱时,我们发现输运动力学由两个具有两个不同弛豫时间的通道隧穿过程控制,并且随着弛豫时间的延长,Fano共振的建立要慢得多。在相反的极限下,透射随单个弛豫时间演化,从单峰共振结构演化为具有两个不对称峰的结构。人们观察到大的点电极电荷振荡,这可以暂时改变瞬态电流的方向。我们还发现,纠缠的时间演化是不同的,在这两个耦合制度,特别是快速拉比振荡所造成的相干电子转移之间的2 QD状态可以看到强点-点耦合。
2021-10-29 cond-mat.mes-hall
Spin-flip scattering in time-dependent transport through a quantum dot: Enhanced spin-current and inverse tunneling magnetoresistance
研究了自旋翻转散射对磁性量子点中含时输运性质的影响。研究了系统的瞬态自旋动力学和稳态隧穿磁电阻效应。由于没有确定的自旋量子化轴,需要两分量旋量的时间传播。我们提出的数值结果中,电极被视为一维紧束缚线和宽带极限近似。在后一种情况下,我们推导出一个透明的解析公式的自旋分辨电流,并确定在不同的时间尺度阻尼的瞬态振荡。我们还发现了一个新的制度的TMR反转。对于任何给定的自旋翻转耦合强度,如果铁磁极化大于某个临界值,则TMR变为负值。最后,我们展示了如何充分的知识的瞬态响应允许通过适当地调整脉冲偏置的周期,以提高自旋电流。
2008-06-27 cond-mat.mes-hall
Photon echo transients from an inhomogeneous ensemble of semiconductor quantum dots
量子点激子的系综可以用于相干信息操纵。由于系综不均匀性,任何光学信息检索都以光子回波的形式发生。我们表明,不均匀性可以导致显着偏离传统的回波时序。初始旋转脉冲的面积的变化,它产生的激子在一个点的子系综,揭示了光子回波形成的这一复杂的图片。通过对(In,Ga)As/GaAs自组装量子点结构的时间分辨光子回波振幅的拉比振荡的监测和详细的计算,我们观察到π/2脉冲的回波延迟,而3π/2脉冲的回波在时间上提前。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge pumping in strongly-coupled molecular quantum dots
电子与分子量子点的振动自由度之间的相互作用可以导致电导的指数抑制,这种效应通常被称为Franck-Condon阻断。在这里,我们研究这种效应在一个量子点驱动的时间周期性的栅极电压和隧穿振幅使用非平衡格林函数和Floquet展开。基于以前的结果表明,驱动可以解除Franck-Condon封锁,我们研究了驱动协议,可用于泵电荷通过量子点。特别是,我们表明,由于系统的强耦合性质,在谐振的泵电流是驱动强度的指数函数。
2017-08-03 cond-mat.mes-hall
Vibrational dichroism of chiral valley phonons
本文用无参数从头算框架模拟单层 MoS$_2$ 中圆偏振光激发后的电子—声子超快动力学,发现可由光螺旋性选择的手性谷声子及其持续逾10 ps的振动二色性信号。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall
Bistability signatures in nonequilibrium charge transport through molecular quantum dots
研究了在有限电压作用下,与内部振动自由度强耦合的分子结的瞬态非平衡动力学。使用两种不同的,数值精确的技术,图解Monte Carlo和多层多组态时间依赖性Hartree方法,我们表明,通过结的稳态电流可能依赖于敏感的系统的初始准备,从而揭示了签名的双稳态。分析了偏置电压和瞬态动力学对双稳态现象的影响。此外,在nanoelectromecanical器件中的随机开关现象的可能关系进行了讨论。
2012-06-20 cond-mat.mes-hall
Hot electron lifetime exceeds 300 nanoseconds in quantum dots with high quantum efficiency
针对量子点热电子因超快俄歇冷却寿命短、被认为无法应用于光电器件的问题,本研究利用新型电激发瞬态吸收光谱,在偏压>4V的两类量子点LED中观测到寿命达59-371ns的热电子,证实强声子瓶颈效应,更新了相关认知。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall
A molecular state of correlated electrons in a quantum dot
有限量子系统中粒子之间的关联导致了复杂的行为和新的物质状态。一个值得注意的例子被预测发生在半导体量子点(QD)中,在密度为零的情况下,电子之间的库仑相关性将它们的相对位置刚性地固定为分子中原子核的相对位置。在此极限下,中性少体激振是具有刚性转子或相对运动特性的转子振动。相反,在弱相关区域,科里奥利力混合了旋转和振动运动。在这里,我们报告的证据旋转振动模式的电子分子状态的密度,电子本地化尚未完全实现。我们探测这些集体模式的非弹性光散射量子点含有四个电子。与相对运动波函数(与传统分子的振动模式类似)的变化相关的低位激发谱不依赖于由总角动量表示的转动状态。通过构型相互作用(CI)方法的理论模拟与所观察到的旋转振动模式一致,并表明这种分子激发发展在发病的短程相关。
2009-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermoelectric effects in molecular quantum dots with contacts
我们考虑了通过与宏观引线接触的振动分子量子点的稳态热电输运。对于中等的电子-声子相互作用强度和可比的电子和声子的时间尺度,我们调查的影响,形成一个局部极化子的热电性能的结。我们应用变分Lang-Firsov变换和解决的Kadanoff-Baym形式主义的运动方程的二阶的点-铅耦合参数。我们计算的热电流和电压有限的温度差的共振和非弹性隧穿制度。对于近共振点能级,由于Franck-Condon阻塞,局部极化子的形成可以增强热电效应。由于点态的极化子特性变化,热电电压信号的线形变得不对称,并且在非线性传输状态下,出现振动特征。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic transport in a quantum dot turnstile
我们提出了一个理论研究的电子输运通过一个多层次的量子点驱动的时间相关的信号施加在接触的领导。如果势垒异相振荡,则系统在有限的恒定偏压下像旋转栅门泵一样操作,如Kouwenhoven { \it et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 67},1626(1991)]。随时间变化的电流和它们的平均值在连续泵周期计算从紧束缚模型的Keldysh形式主义。该计算考虑了突然应用的泵送电位在$t=0$,这导致瞬态特征的时间依赖性和平均电流在第一个泵送周期,这是很重要的高频制度。我们表明,在瞬态制度的系统作为一个泵的效率是相当差的,因为它主要是从两个引线吸收电荷,以填补低于偏置窗口的水平。在有限的偏压和低频泵浦信号下,通过系统转移的电荷取决于位于偏压窗口内的能级的数量。内部电荷动力学和能量边带的作用进行了研究。平均电流的所谓卫星峰也在瞬态状态下观察到。
2007-06-07 cond-mat.mes-hall
Vibrational Sidebands and Kondo-effect in Molecular Transistors
研究了近藤体系中单振动模耦合分子量子点的电子输运。我们应用一个广义的Schriffl-Wolff变换来确定有效的低能自旋-自旋-振子相互作用。从这个模型中,我们计算的非线性电导,并找到近藤边带位于偏置电压等于振动子频率的倍数。由于选择规则,侧峰被发现有很强的栅极电压依赖性,这可以通过实验来测试。在弱电子-振子耦合条件下,我们采用微扰重整化群方法解析计算了非线性电导。
2004-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing relaxation times in graphene quantum dots
石墨烯量子点是固态量子比特的有吸引力的候选者。事实上,预测的弱自旋轨道和超精细相互作用承诺自旋量子比特具有长的相干时间。石墨烯量子点器件的激发光谱、自旋填充序列和电子-空穴交叉已经被广泛研究。然而,它们的松弛动力学在很大程度上仍未被探索。这主要是由于器件制造中的挑战,特别是关于载流子限制的控制和隧穿势垒的可调谐性,这两者对于实验研究退相干时间至关重要。在这里,我们报告的脉冲门瞬态光谱和弛豫时间测量的激发态在石墨烯量子点。这是通过先进的器件设计实现的,允许将隧道势垒单独调谐到低MHz范围,并通过集成的电荷传感器监测其不对称性。通过测量电子激发态的瞬态电流,我们估计电荷弛豫时间的下限为60-100 ns。
2013-03-21 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium quantum systems with electron-phonon interactions: Transient dynamics and approach to steady state
研究了具有电子-声子相互作用的量子点的非平衡动力学。一个组合的方法,包括减少密度矩阵形式主义,多层多组态时间相关的Hartree方法,和时间相关的非平衡格林函数的方法,是用来探索多个时间尺度上的瞬态行为的系统接近稳态。在短到中间时间上的点群体动态由点-铅杂化参数($Γ$)和典型声子频率($ω_{c}$)支配,并且取决于点的能级相对于偏置窗口的位置。在较长的时间,动力学表现出不同的行为,这取决于系统是在绝热或非绝热制度,与量子点占领,可能取决于初始准备的声子自由度。作为极化子位移($λ$)的函数,为各种声子频率的本地化效果的“相位”图的推导,表明存在的双稳态实验观察到的时间尺度。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Prediction of femtosecond oscillations in the transient current of a quantum dot in the Kondo regime
为了研究金接触态密度对单电子晶体管瞬时电导的影响,我们采用含时非交叉近似方法,通过栅压使晶体管进入近藤区.对于一个非对称耦合系统,我们观察到,在近藤时间尺度的瞬时电导表现出不同的频率,这是成比例的费米能级之间的分离和金的态密度的尖锐的功能拍。增加环境温度或偏压会抑制振荡的幅度。我们将振荡归因于新出现的近藤共振和状态密度中的范霍夫奇异性之间的干扰。此外,我们提出了一个实验实现这个模型。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase readout of a charge qubit capacitively coupled to an open double quantum dot
研究了电荷量子比特与开放双量子点的电容耦合动力学。取决于量子位状态,通过开放量子点的传输可以是谐振的或非谐振的,使得量子位影响通过开放双点的电流。我们将初始量子比特状态与出现的瞬态电流峰值的大小相关联。这些量之间的关系使得不仅能够读出电荷,而且能够读出量子位的相位。
2010-03-08 cond-mat.mes-hall
Study on Transient Spectrum Based on Charge Transfer of Semiconductor Quantum Dots
随着能源危机的日益加剧和绿色可持续发展理念的盛行,量子点材料已成为化学学术界和工业界研究的热点。由于独特的,定制的光伏特性的基础上显着的量子限制效应,它是必要的,以确定基于量子点的电荷转移过程与受激激子的寿命。此外,具有连续电子状态的无机纳米粒子通过与QD络合而有助于电子动力学与其功能之间的一致性。超快光谱技术在该系统中有着广泛的应用,其中最典型的是时间分辨瞬态吸收光谱技术,特别是在飞秒或皮秒时间尺度上。本文采用ZnSe/CdS核壳结构量子点作为施主,TiO 2薄膜作为金属氧化物分子作为受主,通过稳态和瞬态吸收技术研究了量子点的吸收特性。在此基础上,探讨了两种复合体系之间的电子转移及相关过程,并进一步研究了电子转移速率常数(kBET)与颗粒尺寸和量子点核尺寸的关系。通过本文的研究内容,希望能为具有更多可控特性的量子点敏化器件提供材料。
2021-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.ins-det
Fine structure of current noise spectra in nanoelectromechanical resonators
本文采用 Keldysh 图解法研究悬浮碳纳米管量子点谐振器的电子—振动耦合噪声,揭示振动频率处的窄共振峰及其在对称隧穿点的相干抵消,并提出以电流噪声谱灵敏检测阻尼与退相。
2024-09-27 cond-mat.mes-hall
Ground state cooling of nanomechanical resonators by electron transport
我们讨论了两个理论上的建议,控制非平衡稳态的纳米机械谐振器使用量子电子输运。具体点?我们分析了实现耦合到嵌入在(i)自旋极化接触或(ii)正常金属和超导接触之间的量子点的机械振动的基态冷却的两种方法。假设振动模式和量子点中的电子的电荷或自旋之间存在合适的耦合,我们表明,机械振荡器的基态冷却是在作为机电设备操作的悬浮碳纳米管量子点的现有技术范围内。
2019-07-29 cond-mat.mes-hall