Zero-bias conductance in carbon nanotube quantum dots
本文采用数值重整化群方法计算了由半导体碳纳米管制成的量子点的零偏压电导。这些解释和再现的热演化的电导为不同的轨道组,作为点-铅隧道耦合是不同的,系统从相关的近藤行为演变到更弱的相关制度。对于SU(4)模型的整数填充$N=1,2,3$,我们发现了不同于标准SU(2)普适电导的普适电导标度行为,并与实验定量吻合.我们的结果也同意定性与实验微分电导图。
2008-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic-Field Dependence of Tunnel Couplings in Carbon Nanotube Quantum Dots
利用序贯隧穿谱和共隧穿谱研究了碳纳米管量子点中金属引线与单个能级之间的隧穿耦合。的水平是有序的壳层组成的两个双重强和弱隧道耦合,导致门相关的水平重整化。通过比较一个和两个壳模型,这是示出的无序诱导的谷混合的纳米管的后果。此外,一个平行的磁场,以减少这种混合,从而抑制隧道重整化的影响。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floating Wigner molecules and possible phase transitions in quantum dots
浮动维格纳晶体与标准维格纳晶体的不同之处在于维格纳晶格位置上的空间平均。它具有与固定晶体相同的内部结构,但与固定晶体相反,它考虑了底层凝胶背景的旋转和/或平移对称性。我们研究了少电子自旋极化量子点中悬浮Wigner分子的性质,发现悬浮固体的能量比固定格点的标准Wigner晶体的能量低。我们还认为,在量子点阵列中,由于简并的基态和点间的库仑耦合,单个量子点的内部旋转对称性可以被打破。
2002-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Linear and nonlinear transport across carbon nanotube quantum dots
我们提出了一个有限尺寸相互作用的单壁碳纳米管非线性输运的低能理论。它是基于p_z电子相互作用和连续玻色化的微观模型。我们考虑弱耦合的铅和推导运动方程的约化密度矩阵。我们专注于交换效应可以忽略的大直径纳米管的情况下。在这种情况下,能谱是高度简并的。由于多重简并,密度矩阵的对角和非对角(相干)元素对非线性输运有贡献。在低偏压下,预测了四个电子的周期性与相邻峰之间的特征比。我们的结果与最近的实验定量一致。
2007-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kondo effect in carbon nanotube quantum dots with spin-orbit coupling
基于碳纳米管量子点中自旋轨道耦合的实验研究[F. Kuemmeth \textsl{et al.},Nature(London){ \bf 452},448(2008)],我们详细研究了它对近藤效应的影响。自旋-轨道耦合本质上提升了点中单个电子的四重简并,从而打破了SU(4)对称性,甚至在零磁场下也分裂了近藤共振。当外加磁场时,近藤共振进一步分裂,并呈现出精细的多峰结构,这是由于自旋轨道耦合和塞曼效应的相互作用。每个峰的微观共隧穿过程可以被唯一地识别。最后,还得到了双电子区的纯轨道近藤效应。
2008-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coulomb versus spin-orbit interaction in few-electron carbon-nanotube quantum dots
利用组态相互作用方法研究了碳纳米管量子点中的少电子态。最近由Kuemmeth等人[Nature 452,448(2008)]测量的两个电子的隧穿谱的独特的非相互作用特征通过由于自旋轨道相互作用导致的低位同位旋多重态的分裂来解释。然而,强相互作用的基态形成了一个由空间中的电子组成的“维格纳分子”。通过改变可调谐点限制势,可以在隧穿光谱中看到电子分子的签名。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intra- and inter-shell Kondo effects in carbon nanotube quantum dots
讨论了碳纳米管量子点在强关联区的线性响应输运性质。本文采用有限U平均场从玻色子方法研究多体效应。磁场可以重建被自旋轨道相互作用或谷混合破坏的近藤关联。除了场诱导的SU(2)近藤效应的不同类型的复苏:自旋,谷或自旋谷,也出现了更多的奇异现象,如SU(3)近藤效应。三重简并是由于库仑相互作用的短程部分引起的有效谷间交换或由于壳层间混合而发生的。在窄间隙纳米管中,在没有磁场的情况下,完全的自旋轨道简并度可以恢复,从而为SU(4)Kondo共振的形成创造了条件。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Wigner crystal phases in confined carbon nanotubes
我们提出了一个详细的理论分析的维格纳晶体状态限制半导体碳纳米管。我们通过强有力的标度论证以及详细的半微观计算表明,有效交换相互作用具有SU(4)对称性,并且在弱屏蔽的小直径纳米管中甚至可以达到$J\sim 100 {\rm \,K}$那么大的值,接近维格纳晶体-电子液体交叉。仔细模拟纳米管和分析非均匀电子晶体的磁结构,我们恢复了Deshpande和Bockrath [V. V. Deshpande和M. Bockrath,Nature Physics $\mathbf 4$,314(2008)]。自旋-轨道耦合对这些相界的影响很小,但却破坏了SU(2)$\times$ SU(2)的自旋对称性。在维格纳分子中,它产生了有趣的激发谱,反映了SU(4)和剩余的SU(2)$\times$ SU(2)对称性。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall
On the formation of Wigner molecules in small quantum dots
最近有人认为,在小量子点中,电子可以以比无限二维电子气高得多的密度结晶。我们比较的预测,自旋极化和维格纳分子的形成发生在一个密度参数$r_s\approx 4 a_B^*$的一个直接对角化的哈密顿矩阵的结果。
2000-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing Wigner correlations in a suspended carbon nanotube
分析了电子-振子耦合对悬浮碳纳米管中强相互作用量子点输运性质的影响。后者是由一个带电的原子力显微镜针尖沿CNT的轴扫描,诱导化学势和线性电导的振荡探测。这些振荡是由于有限尺寸效应和形成Wigner分子之间的竞争造成的强相互作用。这样的振荡被示出被抑制的电子-振子耦合。这种抑制在弱库仑相互作用的情况下更为明显,这确保了在这样的系统中探测维格纳关联在原则上是可能的。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Interplay between Kondo physics and spin-orbit coupling in carbon nanotube quantum dots
利用数值重整化群方法研究了自旋轨道耦合对碳纳米管量子点中近藤效应的影响。足够大的自旋轨道耦合被证明在零磁场下破坏了SU(4)近藤效应,在单电子和三电子库仑阻塞谷中只留下两个SU(2)近藤效应。在施加有限磁场时,在三电子谷和二电子谷中产生两个额外的自旋轨道诱导SU(2)近藤效应。使用物理上现实的模型参数,我们计算的差分电导在一定范围内的栅极电压,温度和字段。结果与文献中两个不同实验装置的测量结果吻合良好,并解释了SU(4)Anderson杂质模型标准框架内未描述的一些观察结果。
2009-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Shell filling in closed single-wall carbon nanotube quantum dots
在单壁碳纳米管中形成的封闭一维量子点的光谱中,我们观察到了二重壳层填充现象。它的签名包括一个双峰分布的额外的能量,相关的激发光谱不同的电子数,和交替的自旋的添加电子。这提供了与更高维度中的量子点的对比,其中不存在这种自旋配对。我们还看到了一个额外的四倍周期性的迹象,表明K-K'子带壳。我们的研究结果表明,在大多数孤立的纳米管点壳填充的情况下,从无序或不均匀的结果。
2001-12-18 cond-mat.mes-hall
Scanning gate microscopy of ultra clean carbon nanotube quantum dots
我们对单个悬浮的碳纳米管量子点进行扫描门显微镜。量子点的尺寸和位置可以从同心高电导环视觉上识别。对于本研究中使用的超净器械,明确识别出两种新效应。静电屏蔽从单个量子点产生不重叠的多组库仑环。在双量子点中,通过改变尖端电压,量子点之间的相互作用可以从弱耦合区调谐到强耦合区。
2015-08-22 cond-mat.mes-hall
Observation of Wigner cusps in a metallic carbon nanotube
本文通过测量已知手性金属纳米管的栅压相关电导率,揭示了先前无法解释的双峰电导抑制现象实为原子和核物理实验中常见的Wigner尖角,而非接触电阻所致。
2023-03-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Charge sensing in carbon nanotube quantum dots on microsecond timescales
我们报告快速,同时电荷传感和传输测量栅极定义的碳纳米管量子点。铝射频单电子晶体管(rf-SET)电容耦合到纳米管点提供微秒时间尺度上的单电子电荷感测。同时,射频反射仪允许快速测量通过纳米管点的传输。在库仑阻塞制度中的纳米管点的电荷稳定性图显示了扩展的库仑菱形进入高偏压制度,以及在电荷感测数据中揭示的奇偶填充效应。
2005-10-20 cond-mat.mes-hall
Quantum dots in suspended single-wall carbon nanotubes
我们提出了一种简单的技术,它使用自对准氧化物蚀刻金属电极之间的单个单壁碳纳米管悬浮。这使得人们能够比较悬浮前后特定纳米管的特性,以及研究悬浮管中的传输。作为该技术实用性的一个例子,我们研究了悬浮管中的量子点,发现它们的电容由于去除电介质衬底而减小。
2001-08-01 cond-mat.mes-hall
Defining and controlling double quantum dots in single-walled carbon nanotubes
我们报道了在单壁碳纳米管中实现双量子点的实验。该器件由一个具有源极和漏极接触的纳米管和三个附加的顶栅电极组成。我们表明,通过激励这些顶栅,有可能局部门控纳米管,以创建一个障碍,或调整的一部分纳米管的化学势。在低温下,我们发现(对于三种不同的设备),在一定范围内的顶栅电压,我们的设备作为一个双量子点,证明了典型的蜂窝状电荷的稳定性模式。
2006-05-09 cond-mat.mes-hall
Charge pumping in carbon nanotube quantum dots
研究了声表面波电场驱动下碳纳米管量子点中的电荷泵现象。我们发现,在小的驱动幅度,泵浦电流反转极性的电导是通过使用栅电极的库仑阻塞峰调谐。我们研究的行为作为波的振幅,频率和方向的函数,并开发一个模型,在该模型中,我们的结果可以被理解为导致从绝热电荷之间的重新分配的导线和量子点的纳米管。
2008-04-20 cond-mat.mes-hall
Exchange effects in spin polarized transport through carbon nanotube quantum dots
我们研究了弱耦合单壁碳纳米管量子点与自旋极化导线之间的线性和非线性输运。我们考虑有限长度和小直径的管,不仅向前散射贡献的库仑势,而且短程过程发挥了重要作用。特别是,它们诱导交换效应,导致电子填充物4 n +2要么自旋S=0的非简并基态,要么三重基态。在线性制度中,我们提出的电导的分析结果-为S=0和三重基态-并表明,外部磁场是至关重要的,以揭示自旋性质的基态。在非线性制度,我们显示的稳定性图,清楚地区分不同的基态。我们观察到一个负微分电导(NDC)效应在S=0的基态反平行铅磁化。在存在外部磁场的情况下,可以检测到自旋阻塞效应,再次导致两种基态的NDC效应。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon runaway in nanotube quantum dots
我们探讨了电子输运在纳米管量子点强耦合振动和弱耦合铅和热环境。我们表明,最近观察到的异常电导签名单壁碳纳米管(SWCNT)量子点可以定量地理解电流驱动的“热声子”,与电子强烈相关。使用速率方程在多体配置空间的联合电子-声子分布,我们认为,变化是强电子-声子耦合的指示,需要超出传统的非相关声子辅助运输(田戈登)的方法进行分析。
2006-08-30 cond-mat.mes-hall
Spin transport across carbon nanotube quantum dots
我们研究线性和非线性输运相互作用的单壁碳纳米管(SWCNTs),弱附着到铁磁铅。对于单壁碳纳米管量子点的简化密度矩阵,推导出了考虑接触的任意矢量极化的运动方程。我们专注于大直径纳米管的情况下,出现从短程过程中的交换效应可以被排除,可以观察到在低偏压下的四电子周期性。这在原理上产生了四种不同的共振隧穿机制,但由于所涉及的基态的对称性,每两个都具有镜像对称性。在非共线组态下,我们在4 N-<->4 N +1 /4 N +3 <->- 4 N共振态下恢复了单能级量子点或金属岛电导随角度变化的解析结果.另外两种情况下,处理数字和显示在第一眼相似,但不是分析描述的依赖性。在非线性政权,负微分电导功能发生非共线铅磁化。
2007-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
g-Tensor Control in Bent Carbon Nanotube Quantum Dots
我们演示了栅极控制的电子g张量在单和双量子点沿弯曲的碳纳米管形成。从单点激发谱对磁场大小和方向的依赖关系中,我们提取了自旋轨道耦合、谷耦合、自旋和轨道磁矩。用电导中近藤峰的分裂作为塞曼能量的灵敏探针来测量g张量的门控。在双量子点体系中,利用二维电荷稳定性图中共隧穿线的位置与磁场的关系来推断两个量子点沿纳米管的位置。
2012-10-28 cond-mat.mes-hall
Spin ordering in magnetic quantum dots: From core-halo to Wigner molecules
量子点中的限制和库仑相互作用的相互作用可以导致与费米液体行为定性不同的强关联相。我们探讨了量子点中磁性杂质的存在如何提供额外的机会来研究相关效应以及由此产生的载流子和杂质自旋的有序性。通过精确对角化,我们揭示了看似简单的双载流子量子点导致丰富的相图。我们提出了实验来验证我们的预测,特别是我们讨论了带间光学跃迁作为温度和磁场的函数。
2012-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excited state spectroscopy in carbon nanotube double quantum dots
我们报道了一个完全可调的碳纳米管双量子点的低温测量。一种新的制造技术已被用于顶栅,以避免覆盖整个纳米管的氧化物层,如在以前的实验。顶门允许我们形成单个点,控制它们之间的耦合,我们观察到四重壳填充。我们通过双量子点中的激发态进行非弹性输运光谱,这是实现新的基于微波的实验的必要步骤。
2006-02-17 cond-mat.mes-hall
Transport phenomena in nanotube quantum dots from strong to weak confinement
我们报告的低温传输实验单壁纳米管与不同的接触质量的金属引线,从弱隧穿几乎完美的传输。在弱隧穿区,库仑阻塞占主导地位,纳米管作为一维量子点。对于更强的耦合到引线的电导可以强烈增强的非弹性共隧穿和近藤效应。对于开路接触,库仑阻塞被完全抑制,并且低温电导通常保持较高,尽管我们经常看到电导相对于栅极电压的明显下降,这可能是由共振背散射引起的。
2001-05-15 cond-mat.mes-hall
Interplay of magneto-elastic and polaronic effects in electronic transport through suspended carbon-nanotube quantum dots
研究了悬浮碳纳米管量子点中的电子输运。在垂直于纳米管的磁场和附近的金属栅极的存在下,两种力作用于电子:拉普拉斯力和静电力。它们都诱导电子和机械横向振荡模式之间的耦合。我们发现,这两种机制之间的差异出现在共隧穿电流。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Gate-Defined Quantum Dots on Carbon Nanotubes
我们报道了基于纳米管的量子点结构的实现,该结构使用局部静电门控来产生沿着纳米管串联的单独可控的量子点。静电顶栅在下面的管中产生耗尽区;一对这样的耗尽区定义了量子点。在单个和多个点内,隧道势垒的电阻率以及静电能可以通过栅极电压来调谐。该方法允许在单个管上精确控制多个设备,并作为基于纳米管的电子和量子系统的设计范例。
2005-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover from Fermi liquid to Wigner molecule behavior in quantum dots
采用数值精确路径积分蒙特卡罗模拟研究了零磁场下抛物量子点中最多8个电子的弱关联到强关联的交叉.通过使用多级分块算法,模拟进行免费的费米子符号问题。我们得到了一个通用的交叉只受密度参数$r_s$。对于$r_s>r_c$,数据与Wigner分子描述一致,而对于$r_s<r_c$,费米液体行为恢复。交叉值$r_c \approx 4$非常小。
1999-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parallel carbon nanotube quantum dots and their interactions
我们目前的量子输运测量相互作用的平行量子点中形成的碳纳米管绳股。在该分子量子点系统中,输运由一个量子点主导,而来自平行侧点的附加共振出现,其表现出弱的栅极耦合。这种差分选通效应提供了仅具有一个栅电极的量子点系统的可调谐性,并提供了对承载电流的碳纳米管束的控制。通过将系统调谐到不同的状态,我们使用量子输运作为光谱工具来研究点间耦合,并显示区分各种侧点的路线。通过比较实验数据与主方程计算,我们确定所需的隧穿率的条件,以观察不同的表现形式的点间耦合的传输谱。
2012-08-29 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotube quantum dots on hexagonal boron nitride
我们报道了在六方氮化硼(hBN)薄片上制备第一个碳纳米管(CNT)量子点的细节和低温特性。我们表明,碳纳米管可以生长在hBN通过标准的化学气相沉积和标准的扫描电子显微镜成像和光刻可以采用优化的参数时,制造纳米电子结构。这种概念验证为hBN上更复杂的器件铺平了道路,具有更可预测和可再现的特性和电子稳定性。
2014-06-26 cond-mat.mes-hall
Disorder-mediated electron valley resonance in carbon nanotube quantum dots
我们提出了一个单电子在碳纳米管量子点中谷区同位旋相干旋转的方案。该计划利用无处不在的原子无序的纳米管晶格,诱导随时间变化的谷混合作为受限的电子被推回和沿纳米管轴向前施加的交流电场。使用实验确定的值的无序强度,我们估计谷拉比振荡周期的纳秒时间尺度上是可行的。在单电子输运机制下,通过双量子点的电流可以检测到谷共振效应。
2010-10-20 cond-mat.mes-hall
Spin-valley resolved photon-assisted tunneling in carbon nanotube double quantum dots
研究了半导体碳纳米管中静电诱导双量子点的光子辅助隧穿(PAT)和Landau-Zener-Stueckelberg(LZS)干涉。本文采用原子紧束缚方法和含时组态相互作用方法,对有限电子和空穴系统进行了描述。我们再现了最近观察到的量子双点描述跨空穴局域态的传输的LZS干涉图案。此外,我们指出,对于电荷配置的基态是泡利阻止PAT可以用于分辨率的过渡,涉及自旋翻转或谷间过渡没有自旋谷保存背景信号。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall
Compensation effect in carbon nanotube quantum dots coupled to polarized electrodes in the presence of spin-orbit coupling
本文从理论上研究了极化电极上碳纳米管量子点的近藤效应。由于在这样的系统中涉及自旋和轨道自由度,电极极化包含自旋和轨道极化以及存在自旋-轨道耦合的Kramers极化。本文着重研究了外加磁场对不同极化方式所产生的有效场的补偿效应。主要结果是:(1)自旋极化和轨道极化诱导的有效场消除了近藤效应中的简并,而Kramers极化诱导的有效场通过抑制自旋-轨道耦合增强了简并; ii)当由自旋极化引起的有效场不能通过施加磁场来补偿时,可以补偿由轨道极化引起的有效场;以及iii)自旋-轨道耦合的存在不改变在没有自旋-轨道耦合的情况下观察到的补偿行为。这些结果是在沿管轴方向施加平行磁场的情况下,在超净碳纳米管量子点与铁磁接触中观察到的,这将加深我们对碳纳米管量子点的近藤物理的理解。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electron-vibron coupling in suspended carbon nanotube quantum dots
受最近实验的启发,我们研究了悬浮碳纳米管量子点中的电子-振动子耦合,从底层石墨烯层的电子-声子耦合开始。我们发现,耦合强度依赖于敏感的振子的类型,是强烈的样品依赖性。耦合强度变得特别强,当不稳定性诱导的电子量子点位于附近的区域,其中的振动模式与大应变。具体来说,我们发现,纵向拉伸模式和径向呼吸模式耦合通过强变形势,而扭曲模式耦合更弱,通过涉及碳位点之间的电子跳跃幅度调制的机制。一个特殊的情况是弯曲模式:由于对称性的原因,它们的耦合在振子坐标中只有二次耦合。我们的结果可以解释最近的实验中,悬浮的碳纳米管量子点的振动边带伴随着强烈的电子-振子耦合的Franck-Condon封锁。
2009-04-29 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Franck-Condon factors in suspended carbon nanotube quantum dots
碳纳米管量子点中的电子态和振动子一般具有不同的位置和大小。因此,传统的Anderson-Holstein模型,耦合振子的点总电荷,可能不再适用于一般。在这里,我们明确地解决的电子密度的空间波动的作用,产生空间依赖的弗兰克-康登因素。我们讨论了随之而来的显着影响运输是兼容最近的测量。这张照片可以在一般的纳米机电系统的隧道实验相关。
2010-05-06 cond-mat.mes-hall
Pauli spin blockade in carbon nanotube double quantum dots
我们报道了杂质定义的碳纳米管双量子点中的泡利自旋阻塞。我们观察到一个显着的电流抑制负源极-漏极偏置电压的量子点的对称和非对称耦合的引线进行了研究。测得的微分电导同意与理论模型的双量子点系统中的自旋封锁制度,使我们能够估计相关的单重态和三重态的占用概率。这项工作表明,在纳米管量子点中有效的自旋到电荷转换是可行的,并打开了在不受与核自旋的超精细相互作用限制的材料中进行单自旋读出的可能性。
2008-05-27 cond-mat.mes-hall
A triple quantum dot in a single wall carbon nanotube
顶栅单壁碳纳米管用于在两个电极之间限定串联的三个耦合量子点。每个量子点上的附加电子数由顶栅电压控制,从而允许单、双和三重量子点稳定性图的电流测量。模拟使用电容器模型,包括相邻点之间的隧道耦合捕捉观察到的行为具有良好的一致性。此外,间接耦合能级之间的反交叉和高阶共隧穿进行了讨论。
2008-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inter-valley scattering induced by Coulomb interaction and disorder in carbon-nanotube quantum dots
我们发展了半导体碳纳米管量子点的谷间库仑散射理论,考虑了曲率和手征的影响。从单粒子态的有效质量描述出发,充分考虑库仑相互作用、自旋轨道耦合和短程无序,研究了双电子系统。我们发现,与谷间散射相关的能级分裂几乎与手征角无关,虽然小于由于自旋轨道相互作用,大到足以测量。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Real Time Electron Tunneling and Pulse Spectroscopy in Carbon Nanotube Quantum Dots
我们研究了碳纳米管(CNT)中的量子点(QD),其中QD几乎与引线隔离。铝单电子晶体管(SET)用作QD的电荷检测器。我们使用脉冲光谱和实时电荷检测两者精确地测量和调谐在1 kHz和1 Hz之间的范围内进入QD的隧道速率,并测量隔离QD的激发光谱。
2008-11-17 cond-mat.mes-hall
Molecular states in carbon nanotube double quantum dots
我们报告通过半导体单壁碳纳米管(SWNT)与三个额外的顶栅的电输运测量。在低温下,该系统充当具有大的点间隧道耦合的双量子点,允许观察在整个双点系统上延伸的隧道耦合分子态。我们精确地提取了隧道耦合,并通过微分电导中共振的顺序隧穿线形来识别分子态。
2006-03-14 cond-mat.mes-hall
Wigner molecules in phosphorene quantum dots
我们研究了具有圆形和细长几何形状的静电场约束的磷烯量子点中电子系统的维格纳结晶。有效质量的各向异性允许在实验室框架中形成维格纳分子,其具有比限制电势更低的对称性的限制电荷密度。我们发现,在圆形量子点中,单独的单电子岛形成的两个和四个限制的电子,但不是三个捕获的载流子。维格纳结晶的光谱特征进行了讨论。具有Wigner分子态的系统的特征在于在$B=0$处的近简并基态,并且容易被外部磁场自旋极化。在没有形成单电子岛的电子系统中,观察到在$B=0$的激发态的更均匀的分布,并且受限系统在1特斯拉量级的磁场下经历基态对称性转变。圆形量子点中的五个电子系统被表示为一种特殊情况,当磁场改变时,基态中出现两种电荷配置:一种是在实验室框架中形成的单电子岛,另一种是只有系统内部坐标中的对关联函数具有三个电子的分子形式。当量子点的电子质量较大时,量子点沿锯齿形方向的取向更容易形成准一维形式的维格纳分子。沿着扶手椅方向的较小的电子有效质量允许冻结电子运动中的横向自由度。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Tunable few-electron double quantum dots and Klein tunnelling in ultra-clean carbon nanotubes
碳纳米管中的量子点是基础科学研究和新器件应用研究的平台。特别是,它们具有独特的性质,使它们对研究单电子自旋的相干性质具有吸引力。为了进行这样的实验,有必要将单个电子限制在具有高度可调势垒的量子点中,但是到目前为止,无序性阻止了基于可调纳米管的量子点设备达到单电子状态。在这里,我们使用本地栅极电压施加到一个超干净的悬浮纳米管限制在一个单一的量子点,并首次在一个可调的双量子点的单个电子。这种可调谐性受到一种新型隧穿的限制,这种隧穿类似于相对论性量子力学的克莱因悖论。
2009-07-14 cond-mat.mes-hall
Cotunneling renormalization in carbon nanotube quantum dots
利用准简并微扰理论,研究了库仑阻塞碳纳米管量子点中由共隧穿引起的能级位移。它表明,否则退化和隧道耦合的$K$和$K'$状态混合的cotunneling,因此分裂的能量,除了在粒子/空穴对称的库仑钻石的中点。在外部磁场的存在下,我们表明,cotunneling诱导门依赖$g$因子重整化,我们概述了不同的情况下,可能会观察到的实验,取决于内在的$KK'$分裂和自旋轨道耦合的值。
2012-08-29 cond-mat.mes-hall
Spin-valley blockade in carbon nanotube double quantum dots
本文从理论上研究了半导体碳纳米管中双量子点的泡利效应或自旋谷效应。在我们的模型中,我们考虑了碳纳米管的以下特征:(i)量子点能级的四重(自旋和谷)简并,(ii)由管曲率增强的固有自旋轨道相互作用,以及(iii)由于短程无序引起的谷混合,即,替代原子,吸附原子等,我们发现,自旋谷封锁可以解除存在的短程无序,诱导两个独立的随机(大小和方向)谷塞曼场在两个点,因此类似于超精细相互作用在传统的半导体量子点。在强自旋-轨道相互作用的情况下,我们确定了一个参数制度,其中电流作为施加的轴向磁场的函数,显示了零场倾角的宽度控制的点间隧穿振幅,与最近的实验。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall
Spin effects in single-electron transport through carbon nanotube quantum dots
利用库仑阶梯第一阶饱和电流的比值,研究了单壁碳纳米管量子点在正负偏压下的总自旋.电流比反映了当点连接到强非对称隧道势垒时增加或减少的总自旋跃迁。我们的结果表明,总自旋态有和没有磁场可以跟踪这种方法。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall
Steady-state Peierls transition in nanotube quantum simulator
沿着振动纳米管放置的量子点提供了一个量子模拟平台,可以直接解决电子-声子相互作用。这为寻找新的量子材料和研究强关联效应提供了广阔的前景。由于该平台是通过将点耦合到电子储存器来自然地操作的,因此通过驱动到稳定状态来直接实现状态准备。在这里,我们表明,对于中间的电子-声子耦合强度,系统与自旋极化量子点经历了Peierls过渡到绝缘制度,表现出电荷密度波秩序在稳态的结果之间的竞争电子库仑排斥相互作用和声子诱导的吸引相互作用。输运现象可以作为电子关联的指纹直接观察到。我们还提出了强大的方法来数值捕捉这样一个开放的电子-声子系统的物理在大量的声子。我们的工作铺平了道路,研究和检测相关的电子-声子物理的纳米管量子模拟器与目前的实验可访问的技术。
2023-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal Symmetry Crossover and Universal Behaviors in Carbon Nanotube Dots
最近的实验通过碳纳米管的电子输运的动机,我们调查的轨道内和轨道间的库仑相互作用的电导的温度演变的作用。结果表明,这些库仑排斥之间的少量(~10%)的不对称性在有限的温度下,特别是在半填充周围的电导分布基本上变形。阐明了这种热对称交叉的性质。
2009-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of double-walled carbon nanotube quantum dots
研究了基于双壁碳纳米管(DWCNT)的量子点(QD)系统的输运性质。微观结构和强库仑相互作用之间的相互作用被视为玻色子化框架内。从约化密度矩阵的Liouville方程出发,计算了量子点系统的线性和非线性G-V-Vg特性。根据壳层间的耦合,一个8电子的周期性的库仑阻塞峰间距的情况下,相称的DWCNT量子点和4电子的周期性的无公度的情况下进行预测。研究了多壁碳纳米管的激发态对非线性输运的贡献。
2007-08-10 cond-mat.mes-hall
Gate-dependent tunneling-induced level shifts observed in carbon nanotube quantum dots
我们研究了洁净单壁碳纳米管量子点中的电子输运。由于大量的库仑阻塞金刚石同时表现出壳层结构和近藤效应,我们能够对隧道重整化效应进行详细的分析。从而确定了该人造原子的环境诱导能级位移。在壳的两个轨道中只有一个是强烈耦合的,我们观察到一个显着的非弹性共隧穿线的非对称门依赖与系统的库仑钻石的大小(和形状)的门依赖。这些效应都给出了一个简单的解释,在隧道耦合的二级微扰理论。
2008-06-27 cond-mat.mes-hall
Josephson effect for SU(4) carbon nanotube quantum dots
我们提出了在SU(4)对称性可以实现的纳米管点中的约瑟夫森效应的理论。我们发现一个非常丰富的相图,显着不同于SU(2)的情况。特别地,π结行为在很大程度上被抑制。我们解析地得到了约瑟夫森电流在各种参数区域:(i)在近藤制度,涵盖了从SU(4)到SU(2),(ii)弱隧道耦合,(iii)大BCS间隙的全交叉。这些区域之间的过渡进行了数值研究。
2010-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Wigner molecules in quantum dots: a quantum Monte Carlo study
我们用变分量子蒙特卡罗方法研究了二维量子点在弱限制极限下的量子态,即系统接近Wigner分子,点电荷在外部势中的经典解。我们观察到的自旋极化的电子,然后由一个平稳过渡到一个维格纳分子的状态作为限制势较弱。
2001-08-14 cond-mat.mes-hall
Superconductivity-enhanced bias spectroscopy in carbon nanotube quantum dots
我们研究了低温下碳纳米管量子点在库仑阻塞体系中与超导铅的耦合输运。我们观察到明显的电导峰在有限的源漏偏置,我们归因于弹性和非弹性cotunneling过程增强的超导导线的状态密度的相干峰。非弹性共隧穿线显示出显着的依赖于所施加的栅极电压,我们涉及到不同的隧道重整化的纳米管中的两个子带。最后,我们讨论了一个特别明显的子间隙结构中观察到的每四个库仑金刚石的起源。
2009-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Kondo effects in small bandgap carbon nanotube quantum dots
在强关联区研究了自旋轨道耦合下小禁带碳纳米管量子点的磁导。本文采用有限U平均场从玻色子方法研究多体效应。在磁场中恢复了不同的简并度,产生了不同对称性的近藤效应,包括不同类型的SU(3)效应。在零场条件下,完全的自旋-轨道简并可以恢复,相应的SU(4)近藤效应开始出现。我们指出了在倾斜磁场中发生电子-空穴近藤效应的可能性,我们预测这种效应将发生在磁场取向接近垂直的可用磁场中。当场接近横向取向时,观察到从SU(2)或SU(3)对称性到SU(4)对称性的交叉。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall