Generation of ultrashort (~10ps) spontaneous emission pulses by quantum dots in a switched optical microcavity
本研究通过自由载流子脉冲注入开关 GaAs/AlAs 微柱腔，利用量子点集合体作为内部光源，实现了 6 至 300 皮秒的超短自发辐射脉冲，为超快成像和量子光子学提供了关键资源。
2019-10-23 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dipole-dipole interaction between a quantum dot and graphene nanodisk
从理论上研究了非线性光子晶体中量子点和石墨烯纳米盘组成的混合系统中的偶极-偶极相互作用和能量传递。在我们的模型中，探测激光场被用来测量量子点和石墨烯纳米盘之间的能量转移，而控制场操纵能量转移过程。这些场在量子点中产生激子，在石墨烯纳米盘中产生表面等离子体激元，它们通过偶极-偶极相互作用相互作用。在这里，非线性光子晶体充当量子点的可调谐光子库，并用于控制能量转移。我们发现，由于偶极-偶极相互作用的存在，量子点中产生了两个缀饰激子，因此量子点的功率吸收谱有两个峰。石墨烯纳米盘的能量转移率谱也有两个峰，这是由于这两个修饰激子的吸收。另外，可以通过向光子晶体施加泵浦激光或通过调节偶极-偶极相互作用的强度来开启和关闭量子点和石墨烯纳米盘之间的能量传递。我们发现，能量转移速率谱中的峰的强度和频率可以通过改变纳米盘中石墨烯单层的数量或量子点与石墨烯之间的间隔来修改。我们的结果同意现有的实验定性的基础上。本系统的原理可应用于奈米生物感测器、光奈米开关及能量转换元件的制作。
2012-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A Charge and Spin Readout Scheme For Single Self-Assembled Quantum Dots
我们提出了一种单自组装量子点的全光自旋初始化和读出的概念，并证明了它的可行性。我们的方法是基于可选通单点光电二极管结构，可以在充电和读出模式之间切换。在光学电子产生和存储之后，我们建议采用调谐到单个带负电荷的激子跃迁的圆偏振光脉冲的自旋条件吸收来将驻留电子的自旋信息转换为电荷占据。然后将器件切换到电荷读出模式允许我们使用非共振发光来探测量子点（1e，2e）的电荷状态。驻留电子的自旋取向然后通过量子点中的双电荷和单电荷跃迁的光致发光产率来反映。为了验证这种自旋读出概念的可行性，我们应用时间门控光致发光来确认可以在同一点上进行选择性光学充电和电荷状态的高效非微扰测量。结果表明，通过切换量子点附近的电场，充电速率可以在有效电子产生的状态和读出状态之间切换，其中电荷占据以及因此点的自旋状态可以在毫秒时间尺度上经由PL测试，而不改变它。
2008-04-02 cond-mat.mes-hall
Energy transport and coherence properties of acoustic phonons generated by optical excitation of a quantum dot
从理论上研究了量子点在脉冲激发和连续波激发下的声子能量输运和声子的相干特性。对于脉冲激发，取决于脉冲面积和脉冲持续时间，有限数量的声子波包被发射，而对于连续波激发的情况下，一个序列的波包具有减小的振幅后产生的激发已经被switchedon.We表明，与所产生的声子的能量流是部分相关的相干声子振荡和部分非相干声子发射。能量转移到声子的效率和能量流的细节强烈地并且以非单调的方式依赖于表现出共振行为的拉比频率。然而，在cw激发的情况下，事实证明，转移到声子的总能量以单调的方式直接与拉比频率相关。
2014-06-10 cond-mat.mes-hall
Single Plasmon Switching with n Quantum Dots System Coupled to One-Dimentional Waveguide
利用实空间方法研究了等间距量子点与一维表面等离子体波导相互作用过程中等离子体激元的开关特性。我们发现，可以通过动态调节和改变量子点的等跃迁频率的数量来打开或关闭单个等离子体激元的透射和反射。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sensitive detection of photoexcited carriers by resonant tunneling through a single quantum dot
我们表明，通过一个单一的能级的一个单独的量子点内的点的合奏共振隧道电流是强烈敏感的光激发空穴，成为约束在附近的点。这些空穴的存在降低了量子点状态的静电能，并以高开/关比（> 50）将载流通道从完全打开切换到完全关闭。该器件可以通过偏置电压脉冲复位。这些特性对于电荷敏感光子计数装置是有意义的。
2009-07-09 cond-mat.mes-hall
Kondo Effect and Josephson Current through a Quantum Dot between Two Superconductors
利用数值重整化群方法研究了在整个耦合范围内通过量子点的超电流。我们发现，约瑟夫森电流开关突然从一个$π$ -0相耦合的增加。在中间耦合下，基态的总自旋取决于两个超导体之间的相位差。我们的数值计算结果可以解释Buitelaar \textit{et al.} [Phys. Rev. Lett. \textbf{89}，256 801（2002）]。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall
Transport in quantum spin Hall edges in contact to a quantum dot
研究了嵌入量子点的量子自旋霍尔棒中的输运机制，电子在其中局域化并经历库仑相互作用U和自旋翻转过程λ.我们用非平衡格林函数来解决这个问题。我们专注于线性响应机制和处理多体相互作用的量子蒙特卡罗。U和λ的作用是竞争性的，诱导的运输通过不同的通道进行。这两种机制可以通过用栅极电压改变点的占用来切换。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Electrostatic control of quantum dot entanglement induced by coupling to external reservoirs
我们提出了一个量子输运实验来制备和测量两个静电定义的量子点之间的电荷纠缠。相干布居捕获，如在腔量子电动力学中实现的，可以通过使用第三个量子点来扮演光学腔的角色来进行。在我们的提议中，一个对量子点来说量子力学上不可区分的泵浦驱动系统进入一个高度纠缠的状态。整个效应可以通过门电位来打开和关闭，从而允许通过简单地测量总电流来进行状态准备和纠缠检测。
2007-10-08 cond-mat.mes-hall
Observation of Kondo Effect in a Quadruple Quantum Dots
研究了耦合双量子点（DQD）四重量子点器件中的近藤效应，该器件同时包含DQD内部和DQD之间的耦合。观察到各种各样的新行为。差分电导dI/dV在上部DQD中测量为源漏偏置的函数。它被发现表现出多个峰，包括零偏置峰，其中峰的数量超过五个。或者，调整较低的DQD产生四个峰的区域。此外，近藤效应开关演示，使用较低的DQD作为控制器。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Time-resolved pump-probe signals of a continuously driven quantum dot affected by phonons
在光控半导体量子点中可以研究光场与量子力学系统的相互作用。当被瞬间开启的连续光场驱动时，量子点占据执行拉比振荡。与原子系统不同，量子点与声子耦合，这导致拉比振荡的阻尼。在这里，我们模拟的时间分辨探测光谱监测这些动力学和研究声子的光谱上的影响。光谱由多达三个峰组成，类似于量子光学中已知的莫洛三重态。我们开发的速率方程模型内的分析方程，并表明，他们同意优秀的数值解，使用一个行之有效的相关展开方法。
2017-02-09 cond-mat.mes-hall
SiQAD: A Design and Simulation Tool for Atomic Silicon Quantum Dot Circuits
本文介绍了SiQAD，一个计算机辅助设计工具，使快速设计和模拟的原子硅悬挂键量子点图案的计算逻辑能力。包括几个模拟工具，每一个都能够告知设计师他们的设计的各个方面：一个基态电子配置发现者，一个非平衡电子动力学模拟器，和一个电势景观求解器与时钟电极的支持。模拟已经与过去的实验结果进行了比较，以告知电子布居估计和动态行为。新的逻辑门适合于这个平台已被设计和模拟，并已被证明的时钟线。这项工作为探索硅原子悬挂键量子点电路广阔而肥沃的设计空间铺平了道路。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Electric manipulation of electron spin relaxation induced by confined phonons in nanowire-based double quantum dots
从理论上研究了单电子空穴型半导体双量子点中受束缚声子诱导的电子自旋弛豫，发现在这种体系中，电子自旋弛豫速率可以被外加电场有效地调控.由于电场、磁场和自旋轨道耦合的共同作用，在最低的两个激发态之间存在一个反交叉。反交叉点周围的电场可以有效地调节电子态的能量和自旋。多个尖锐的峰存在于电场的依赖性的自旋弛豫率由受限声子，这可以归因于大的态密度的受限声子在范霍夫奇点。这一特性表明，基于双量子点的可调谐自旋开关，这是更灵敏和灵活的比基于量子阱的双量子点的电可调谐开关。计算了自旋弛豫速率在反交叉点处的温度依赖关系，观察到一个光滑的峰，表明密度矩阵的非对角元素对自旋弛豫的重要贡献.
2010-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent manipulation of charge qubits in double quantum dots
从理论上研究了双量子点中电子在快速偏压开关作用下的相干时间演化。正如实验所示，这种驱动的双量子点是控制操纵电荷量子比特的潜在设备。通过数值求解量子主方程，我们获得了能量和时间分辨的电子转移通过类似于测量数据的设备。观察到的振荡被发现依赖于水平偏移的两个点在操作过程中，最令人惊讶的是，也在初始化阶段。通过一个解析表达式，从一个大的偏差模型，我们可以理解的显着特点，这些振荡的实验数据和数值结果中看到。这些发现加强了对量子点之间电子相干转移的普遍解释。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall
Hidden Vacuum Rabi oscillations: Dynamical Quantum Superpositions of On/Off Interaction between a Single Quantum Dot and a Microcavity
我们证明了在单个量子点-半导体微腔系统中实现强光-物质相互作用的量子叠加是可能的。这样的叠加使得能够观察到违反直觉的量子条件动力学效应。腔光子以及发射体发光显示指数衰减，但它们的联合检测概率表现出真空拉比振荡的情况是可能的。值得注意的是，这些量子关联也存在于这种相干驱动的耗散量子系统的非平衡稳态谱中。
2017-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy spectra of three electrons in Si/SiGe single and vertically coupled double quantum dots
我们研究了Si/SiGe单量子点和垂直耦合双量子点中的三电子能谱，其中明确地考虑了塞曼分裂、自旋轨道耦合、谷耦合和电子-电子库仑相互作用等相关效应。在没有磁场的情况下，我们在单量子点中的结果与Borselli { \em et al.} [Appl. Phys. Lett. { \bf 98}，123118（2011）]。我们确定的自旋和谷配置的基态在实验情况下，并给出了一个完整的相图般的图片的基态配置相对于点的大小和谷分裂。我们还明确地调查了三电子的能量谱的纯谷配置和混合磁场在法拉第和Voigt配置。我们发现，通过调节磁场和/或量子点的大小，基态可以在二重态和四重态之间切换。由于自旋轨道耦合，三电子能谱在不同自旋态之间呈现出许多反交叉点，这些反交叉点将有利于自旋操纵。我们发现，可以忽略不计的小谷间库仑相互作用可以导致磁场无关的四重态的混合谷配置的三电子能谱的简并。此外，我们还研究了垂直耦合双量子点中的势垒宽度和势垒高度依赖关系。与单量子点的情况类似，观察到了反交叉行为和四重态-二重态简并。
2011-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-controlled electron-hole interaction in a single quantum dot
利用高分辨激光光谱技术，在直接吸收实验中研究了束缚在单个自组装InGaAs量子点中的中性和带负电荷激子的基态。我们展示了各向异性的电子空穴交换相互作用如何依赖于激子电荷，并演示了如何用小的直流电压打开和关闭相互作用。此外，我们报告的激子带间跃迁在一个单一的量子点作为一个功能的电荷与和没有磁场的极化敏感分析。
2005-09-06 cond-mat.mes-hall
Noise-Protected Gate for Six-Electron Double-Dot Qubits
在中等磁场中，六电子双量子点中的单重态-三重态自旋量子比特可以表现出对电荷噪声的优异免疫性。这种免疫力来自圆形量子点的第二能量层中轨道的对称性：在这个层中的单重态和三重态具有相同的电荷分布。我们的相位门模拟，其中包括$1/f$电荷噪声波动的陷阱，表明这种对称性是最有效地利用，如果栅极操作之间的甜蜜点深（3，3）和（4，2）的电荷稳定区域迅速切换;预测非常接近一，如果可以进行亚纳秒切换的结晶度。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent long-range transfer of two-electron states in ac-driven triple quantum dots
量子态的制备和转移是量子信息中的一项基本任务。我们提出了一个协议，准备一个状态在左和中心的三点阵列的量子点，并将其直接转移到中心和右的点。最初，结合交换相互作用和磁场梯度准备左侧和中心点中的状态。一旦处于所需状态，外部点中的交流栅极电压被接通，允许选择给定的光辅助长距离路径，并以高保真度将准备好的状态直接从一个边缘转移到另一个边缘。我们调查的协议上的电荷噪声的影响，并提出了一种配置，在该配置中，可以进行高保真度的传输。我们的方案可以在实验上实现，并且是在两个空间分离的二能级系统之间转移量子态的一个有希望的途径。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Population Dynamics and the Optical Absorption in Hybrid Metal Nanoparticle - Semiconductor Quantum dot Nanosystem
从理论上研究了金属纳米粒子（MNP）和半导体量子点（SQD）组成的混合纳米系统的粒子数动力学和吸收光谱。我们研究了激子-等离子体激元耦合对纳米结构的粒子数动力学和吸收特性的影响。我们的研究结果表明，由于激子-等离子体激元耦合，杂化纳米系统的非线性光学响应可以大大增强或降低。所得结果可能在光开关等纳米光学器件和单光子晶体管等量子器件中具有潜在的应用价值。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Automated Atomic Silicon Quantum Dot Circuit Design via Deep Reinforcement Learning
强大的自动化设计工具对于任何计算技术的扩散都至关重要。我们介绍了硅悬挂键量子点计算技术的第一个自动化设计工具，这是一个非常通用和灵活的单原子计算电路框架。自动化设计器能够通过采用tabula rasa双深度Q学习强化学习算法来导航任意大小的设计区域和真值表的复杂的多维设计空间。鲁棒的政策收敛证明了广泛的两个输入，一个输出逻辑电路和两个输入，两个输出半加法器，设计了一个数量级少的SiDBs在几个数量级的时间比文献中唯一的其他半加法器。我们预计，基于强化学习的自动化设计工具将加速SiDB量子点计算技术的发展，最终将其应用于专业计算硬件。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cs.ET
Switching spin filling sequence in a bilayer graphene quantum dot through trigonal warping
通过电门控操纵三角畸变效应，在双层石墨烯量子点中实现了可切换的电子壳层结构和自旋填充顺序，展示了电学控制自旋自由度的可能性。
2025-01-13 cond-mat.mes-hall
Electronic transitions in quantum dots and rings induced by inhomogeneous off-centered light beams
我们从理论上研究了具有（扭曲光）和不具有（平面波光）轨道角动量的非均匀光束对基于光子晶体的纳米结构的影响，当光束和纳米结构的对称轴相互平行时。精确的分析结果是通过扩大偏心光场在适当的光模式围绕纳米结构为中心。我们演示了如何电子跃迁涉及的轨道角动量的不同数量的转移被打开和关闭的光束和系统的轴之间的分离的函数。特别是，我们表明，即使偏离中心的平面波光束诱导的过渡，使初始和最终状态的角动量是不同的。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Pauli Blockade of Tunable Two-Electron Spin and Valley States in Graphene Quantum Dots
泡利阻塞机制--即使在能量允许的情况下，由于选择规则，载流子通过量子点的传输也会被阻塞--是泡利不相容原理的直接体现，也是操纵和读出自旋量子比特的关键机制。泡利自旋阻塞对于诸如GaAs QD的系统是良好建立的，但是对于具有额外自由度的系统（诸如碳基材料或硅中的谷量子数）有待进一步探索。在这里，我们报告了耦合双层石墨烯双量子点的实验，其中自旋和谷态得到精确控制，从而能够观察到双电子组合封锁物理。我们证明了两个不同的基态与栅极和磁场调谐之间的双重占用单点开关，允许切换的选择规则：与自旋三重态-谷单基态，谷封锁观察到的自旋单谷三重态基态，强大的自旋封锁。
2022-02-10 cond-mat.mes-hall
Scalable in operando strain tuning in nanophotonic waveguides enabling three-quantum dot superradiance
二十年来，对集成量子光学平台的追求一直激励着半导体量子点领域的研究。量子光源、单光子开关、晶体管和自旋光子接口的演示已经变得非常先进。然而，每个量子点都是不同的，这一基本问题阻碍了集成和扩展到几个量子点之外。在这里，我们通过局部相变图案化应变来解决这一挑战，以选择性地调谐嵌入光子架构中的单个量子点。该图案化是用GaAs波导表面上的薄HfO $_{2}$膜“鞘”的操作中激光结晶来实现的。使用这种方法，我们调整InAs量子点的发射能量在整个非均匀分布的步长下降到均匀的线宽和空间分辨率优于1 $μ$米。利用这些能力，我们将多个量子点调谐到同一波导内的共振，并通过三个量子点的超辐射发射来演示量子相互作用。
2020-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Excitons in InP, GaP, GaInP quantum dots: Insights from time-dependent density functional theory
III-V族的胶体量子点（QD）被认为是下一代环境友好发光器件的有希望的候选者，然而似乎对潜在的电子和激子性质的理解有限。采用大尺度密度泛函理论和含时密度泛函理论，计算了InP、GaP和GaInP量子点的结构、电子和激子光学性质.计算的InP量子点的光学带隙与现有的实验结果非常吻合，并且它与直径的倒数几乎呈线性关系。辐射激子的衰变寿命被发现，令人惊讶的线性增加与增加的点的大小。对于GaP量子点，我们预测了一个不寻常的电子状态交叉在直径约1.5 nm的最低未占分子轨道（LUMO）状态的性质切换其对称性从$Γ_{5}$ -在较大的直径$Γ_{1}$-在较小的直径。交叉后，带边激子态的吸收强度显著增强。最后，我们发现Vegard定律对于GaInP随机合金量子点非常适用，直到小于100个原子的超小尺寸。得到的能隙弯曲参数的这种常见的阳离子化合物在量子点制度出现积极的，尺寸依赖性和小得多，比它的本体母体。量子点能隙弯曲的主要原因是量子点的体积形变，其作用超过了电荷交换和结构弛豫效应。目前的工作提供了一个路线图的各种电子和光学性质的胶体量子点的III-V族，可以指导光谱研究。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Properties of the Majorana-state tunneling Josephson junction mediated by an interacting quantum dot
我们考虑了一个由两个拓扑超导导线组成的约瑟夫森结模型，该结由一个相互作用的量子点介导。从顶部耦合到点的附加正常电极允许探测其态密度。与点相邻的马约拉纳态穿过结并从点中的结合态杂交。点受到由驱动每条线进入拓扑状态的场的叠加产生的有效磁场的作用，这取决于场之间的角度，引入了点有源能级的可变塞曼分裂。我们发现，电子在点的相互作用减少的特性Majoranas零偏置峰所产生的横向电导通过点，并引入一个整体的不对称的电导。他们还将终态Majoranas之间的杂交重正化为更短的导线。马约拉纳自旋极化由点中的有效磁场决定。相位偏置的约瑟夫森电流在热平衡时呈现自旋极化，具有特征的$4π$周期性，当结中存在未成对的Majorana态时，其符号可以改变.我们还观察到自旋相关的马约拉纳态“泄漏”，这可以通过点能级在能级尺度中的位置来控制。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-performance controllable ambipolar infrared phototransistors based on graphene-quantum dot hybrid
场效应晶体管（FET）对红外线具有107 A/W的灵敏度，并且石墨烯/ PbS量子点（QD）杂化材料的迁移率有很大提高。这些报道的晶体管是单极或耗尽型器件。在本文中，我们提出并制备了可控石墨烯/ PbS量子点混合场效应晶体管。通过对双极型场效应晶体管的电学和光电性能的研究，在第一象限和第三象限中，通过将栅极电压（VG）提高到3.7V和-0.8V，可以使双极型场效应晶体管（常关断）导通。在这些阈值（VT）附近，每种载流子物质显示出相当的迁移率（~ 300 cm 2 V-1 s-1）。光响应度在每个阈值附近达到~ 107 A/W，并且随（VG-VT）线性增加。这些混合场效应晶体管以其低成本、大面积、低能耗和高性能成为柔性集成电路器件中极具竞争力的候选器件。
2014-10-09 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Quantum entanglement and transport in non-equilibrium interacting double-dot setup: The curious role of degeneracy
研究了与电子浴相连的非平衡相互作用双点系统中的量子纠缠及其与输运的关系。在非相互作用制度的动力学性质进行了研究，使用精确的数值方法，而获得的稳定状态下的属性，著名的非平衡格林函数（NEGF）的方法。通过互信息和并发性，我们探讨了系统中的量子关联与流过量子点的电流之间的联系。据观察，点之间的纠缠度受到点能级的简并性或缺乏简并性的严重影响。在非简并情况下，当外加偏压超过某个临界值时，并发度急剧下降。相反，当点能级是简并的时，并发达到非常高的渐近值1/2。当相互作用被打开时，简并性被提升，并且在超过所施加的偏置的临界值时，并发性再次下降到零。最后观察到，如果两个浴中的化学势非常大（同时保持符号相同），只要点能级保持在非相互作用极限内简并，则可以使并发度几乎达到1.0的值。NEGF方法，蛮力数值和渐近相结合，以证实我们的研究结果。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall
Transport through a quantum dot coupled to two Majorana bound states
研究了一维拓扑超导纳米线两端的两个Majorana束缚态与一个量子点耦合的环形系统中的电子输运。通过调节穿过环的磁通量，我们考虑的模型系统可以切换到具有或不具有零能量模式的状态时，纳米线是在其拓扑相位。我们发现，由于束缚态和连续态之间的干扰，电导谱中的Fano轮廓在这两种不同的情况下表现出明显不同的特征，因此可以用来检测Majorana零能模式。最有趣的是，作为磁通量的周期函数，当两个马约拉纳束缚态不重叠时（如在无限长的纳米线中），电导显示$2π$周期性，但当重叠变得非零时（如在有限长的纳米线中），电导显示$4π$周期性。我们将模型系统映射到Majorana费米子表象中的Q-Kitaev环中，并通过检查能谱来确认这些不同的特征。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall
Manipulating Majorana zero modes in double quantum dots
出现在拓扑超导导线边缘的马约拉纳零模（MZM）已被提出作为新型容错量子计算协议的构建模块。因此，在这些应用中，相干检测和操纵可扩展设备中的这种状态是必不可少的。最近的检测建议包括耦合到这些线的末端的半导体量子点（QD），因为由于MZM耦合而导致的QD电子光谱密度的变化可以在传输实验中检测到。在这里，我们提出，多量子点系统也可以用来操纵MZM通过精确控制量子点的参数。马约拉纳操纵是可能的最简单的情况是在双量子点（DQD）几何结构中。通过使用精确的分析方法和数值重整化群计算，我们表明，量子点的光谱函数可以用来表征是否存在MZM“泄漏”到DQD。更重要的是，我们发现，这些签名响应的DQD参数的变化，如栅极电压和耦合在一个一致的方式。此外，我们表明，不同的MZM-DQD耦合几何形状（“对称”，“串联”和“T形”结）提供不同的方式，MZM可以从点到点切换。这些结果突出了DQD为可扩展设备中的全电MZM控制提供的有趣的可能性。
2019-08-27 cond-mat.mes-hall
Blocking-state influence on shot noise and conductance in quantum dots
通过电子输运测量研究的量子点（QD）通常表现出变化的、与状态相关的与引线的隧道耦合。在特定条件下，弱耦合态可以导致电流的强烈抑制，相应地称为阻塞态。结合电导和散粒噪声测量，我们研究了碳纳米管量子点的阻塞态。我们报告负微分电导和超泊松噪声。增强的噪声是电子聚束的特征，其源自QD的强导电状态和弱导电状态之间的随机切换。当阻断态为激发态时，出现负微分电导。在这种情况下，在阻塞状态变得被填充的阈值电压处，电流减小。使用主方程的方法，我们提供了数值模拟再现的电导和散粒噪声模式在我们的测量中观察到的。
2017-12-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unveiling Majorana Quasiparticles by a Quantum Phase Transition: Proposal of a Current Switch
我们提出了一种理论方法的基础上构成的干涉仪由两个量子点不对称耦合到孤立的马约拉纳准粒子（MQPs），躺在两个拓扑Kitaev链的边缘，分别通过耦合$(t+Δ)$和$(Δ-t)$。这种设置使我们能够以一种与零偏置峰值特征截然不同的方式探测MQPs。（i）对于连接到两个链的上部点，装置将两个MQP感知为普通费米子，并且电流仅穿过下部点，因为上部点中的电流由于超导能隙的存在而被阻止;和（ii）通过稍微抑制上面的点与一条链的杂交，电流突然切换到流过这个点，一旦被捕获的电子作为连续体（BIC）中的束缚态，（Phys. Rev. B 93，165116（2016））出现在下面的点中。这种在上点和下点之间的电流切换表征了这里提出的量子相变（QPT），其是转变的控制参数$t/Δ$的比率。该QPT与从普通的费米子激发制度到干涉仪中的MQP的变化相关联，这使得不仅能够基本揭示MQP，而且还产生由它们辅助的电流开关。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Phase switching in a voltage-biased Aharonov-Bohm interferometer
最近的实验[Sigrist等人，物理修订信函{ \bf 98}，036805（2007）]报道了在通过具有增加的电压偏置的两点环的两端差分电导的Aharonov-Bohm振荡的相位中在0和$π$之间的切换。使用一个简单的模型，其中一个点包含多个相互作用的水平，这些发现被解释为通过干涉仪的传输的结果，在不同的偏置由不同的“奇偶校验”（即点状态和状态之间的重叠积分的符号）的量子点水平占主导地位。电子布居在不同能级之间的重新分布导致开关事件的数目不一定等于点能级的数目，这与实验一致。出于同样的原因，转换并不总是意味着水平的奇偶性是严格交替的。最后，它表明，第一开关的相位和非弹性cotunneling的发病，以及急剧（而不是逐渐）的相位变化时，切换发生之间的相关性，有理由认为，目前的解释的实验是最好的一个基于静电AB效应。
2007-12-14 cond-mat.mes-hall
Resonance fluorescence beyond the dipole approximation of a quantum dot in a plasmonic nanostructure
量子点（QD）的介观特性打破了偶极近似（DA），为光-物质相互作用的调控提供了新的维度[M. L. Andersen等人，7，215（2011）]。在这里，我们调查的功率谱和二阶相关性质的荧光从共振驱动量子点放置在一个平面金属。结果表明，由于量子点的空间延伸和金属附近的触发表面等离子体激元的剧烈变化，荧光有一个显着的贡献，从四极矩。在DA作用下，量子点取向荧光的π旋转对称性被破坏。通过控制量子点的取向和四极矩，可以使光谱在Mollow三重态和单峰之间切换，并且可以使以二阶关联函数中的反聚束为特征的荧光从弱辐射区变为强辐射区。我们的研究结果对于利用这种独特的介观效应来开发纳米光子器件具有指导意义。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simple models suffice for the single dot quantum shuttle
量子穿梭机是一种典型的纳米机电装置，其中机械自由度是量子化的。使用描述航天飞机的广义主方程的全尺度数值解，我们最近已经证明了[Novotnovel { \it et al.}，物理修订信函{ \bf 92}，248302（2004）]，对于穿梭参数的某些限制，可以区分三种不同的电荷传输机制：（i）非相干隧穿机制，（ii）穿梭机制，其中电荷传输与机械运动同步，以及（iii）共存机制，其中器件在隧穿机制和穿梭机制之间切换。虽然这三个政权之间的交叉研究需要完整的数字，我们在这里表明，通过确定适当的时间尺度，它是可能的，以获得更简单的方程为每一个三个政权。简化的方程允许一个明确的物理解释，很容易解决，并在各自的有效域与完整的数值很好的协议。
2005-07-29 cond-mat.mes-hall
Electric-field-assisted phase switching for crystal phase quantum dot fabrication in GaAs nanowires
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（法国国家科学研究中心纳米科学技术中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
针对晶相量子点制备调控难的问题，本研究在GaAs纳米线气液固生长中实现电场驱动的瞬时晶相切换，以单层精度制备出原子级锐利界面的晶相量子点，为其应用落地提供关键支撑。
2025-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Charge density mapping of strongly-correlated few-electron two-dimensional quantum dots by scanning probe technique
利用扫描探针技术对量子点中电荷的映射进行了数值模拟。我们用精确对角化方法求解了少电子薛定谔方程，并计算了能量图随探针位置的变化。其次，从能量图，我们试图重现的电荷密度分布，使用微扰理论给出的积分方程。复制的密度图与原始的密度图相对照。本研究涵盖了各种几何形状和轮廓的二维量子点与一维（1D）量子点作为一个极限情况。我们专注于大量子点，其中出现强电子-电子相关。对于圆点的相关性导致维格纳分子的形成，在存在的尖端出现在实验室框架。未扰动的旋转对称电荷密度是令人惊讶的，以及复制的映射。我们发现，在一般情况下，被限制的液滴的大小以及电荷密度最大值的空间范围被低估的排斥尖端电位和高估的吸引力提示。在对称性较低的量子点中，具有单电子岛的维格纳分子即使在没有尖端的情况下也会对某些电子数成核。这些电荷密度很好地解决了映射。在实验室坐标系下，只要经典点电荷密度分布是唯一的，特别是在一维约束极限下，单电子岛就会出现。我们证明，电子系统具有几个等效的经典配置之间的配置排斥探针开关。因此，电荷密度逃避排斥探针的映射。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall
Spin-photon coupling using circular double quantum dots
Lund University（隆德大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本文提出基于环形双量子点的微波自旋-光子接口，通过理论模型分析自旋轨道耦合与磁通量的相互作用，展示环状态形成机制，并探讨如何通过调制实现自旋-光子耦合的调控。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Influence of errors on the transport of quantum information through distant quantum dot spin qubits
连接远距离量子比特的能力在量子计算中起着基础性的作用。因此，量子计算的量子系统候选者必须能够与其所有组成量子位相互作用。在这里，我们用具有最近邻相互作用的自旋链来模拟量子点自旋量子比特。在这个模型中，我们可以通过连续的SWAP门的作用来执行远距离量子比特的相互作用。SWAP门交换两个不同量子比特的信息，并且当量子信息在系统中传播时，通过最近邻量子比特的时间相关相互作用来打开和关闭。利用这个方案，我们还可以实现CNOT门，这是实现通用量子计算的基本门。这些门是在一个没有退相干的系统中探测的，这在遥远的量子比特之间提供了一个非常有效的连接。此外，我们分析了耗散存在时的情况。为了执行这样的任务，我们考虑失相和振幅阻尼类型的错误在每个网站的自旋链。我们发现SWAP和CNOT门的顺序很重要，当量子位数很大时，它会导致保真度的相关差异。
2022-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electronic structure of InP/ZnSe quantum dots: effect of tetrahedral shape, valence band coupling and excitonic interactions
Universitat Jaume I（豪梅一世大学）
研究通过多带k·p理论分析了InP/ZnSe量子点的能级和光学跃迁，发现四面体结构、价带耦合和激子相互作用影响其电子结构，大尺寸量子点中出现违反角动量选择规则的跃迁，库仑相互作用主导了三重态的束缚特性。
2025-12-09 cond-mat.mes-hall
Electron-Electron Interactions in Artificial Graphene
石墨烯类系统的创建和调制的最新进展正在引入“设计师狄拉克材料”的科学。在其最初的定义中，人造石墨烯是一种人造纳米结构，由二维电子气中排列在可调节蜂窝晶格中的相同势阱（量子点）组成。随着我们控制人造石墨烯样品质量的能力的提高，对其电子性质的精确理论的需求也在增长，包括电子-电子相互作用的影响。在这里，我们确定这些影响的能带结构和狄拉克点的出现。
2012-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Charge dynamics of individual conductance channels within a percolation network of a nano-patterned nanocrystal quantum dot solid
本研究改进纳米图案化技术制备无结构缺陷的70nm宽量子点固体，分离出渗流网络中单个电导通道的电荷动力学，通过随机准一维渗流路径建模输运过程，为量子点固体的电学特性理性设计提供思路。
2025-10-01 cond-mat.mes-hall
Field-induced Coulomb coupling in semiconductor macroatoms: application to "single-electron" quantum devices
提出了一种控制半导体大原子/分子中激子-激子库仑耦合的新方法。我们表明，通过施加适当定制的外部场，我们可以诱导-或显着加强-激子偶极子，这反过来又允许控制和放大内以及点间少数激子效应。这样的偶极-偶极相互作用机制将占一个简单的分析模型，这是发现是在完全三维计算的良好协议。该方法对全光量子门和超快光开关的设计和实现具有重要意义。
2001-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluorescence Intermittency of A Single Quantum System and Anderson Localization
提出了半导体量子点和单分子荧光猝灭的本质是安德森局域化的表现。\emph{on}时间的幂律分布被解释为由于QD/SM与随机环境之间的相互作用。特别是，我们发现\emph{on}时间概率分布在局域化和非局域化状态下表现不同。当适当缩放时，它们是用于不同QD/SM系统的\emph{universal}。在非定域QD/SM区域中的\emph{on} -时间概率分布函数可以近似为指数覆盖$-2\le m <0$的幂律。当QD/SM的电荷跳跃到陷阱态时，QD/SM切换到暗（\emph{off}）态，其在被周围基质稳定后变得局部化。
2006-06-21 cond-mat.mes-hall
Cavity-Quantum Electrodynamics with Moiré Flatband Photonic Crystals
本文提出利用具有孤立平带色散的多层莫尔光子晶体腔来大幅调控量子发射器自发辐射速率，实验证明其与量子点耦合后辐射寿命可在42 ps至1692 ps间调节40倍，为莫尔平带腔增强量子光源和量子节点奠定基础。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electron transport through a single-molecule junction with multiple pathways under time-periodic fields: A Floquet-scattering formalism
我们开发了一种新的通用配方，探索光驱动的电子输运通过单分子器件与多个途径。提出了三个独立的系统，包括（i）一个基于苯乙炔大环（PAM）的两端分子结，（ii）PAM与三个终端，和（iii）一个并行的分子电路。计算结果表明，基于PAM的光开关具有鲁棒的大开关比和弱场工作条件，对非对称分子-引线耦合不敏感。此外，在计算结果中，单光子和双光子辅助隧穿的场振幅幂律是明显的，并且该定律可以通过微扰分析来证明。对于基于PAM的光电路由器，我们表明，它是可能的操纵电流通过PAM分子的方向，通过使用弱的线偏振激光场。对于由分子量子点构成的并联电路，利用旋波近似和高频近似导出了隧穿相干破坏的条件。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Transient spin current under a thermal switch
在这项工作中，我们探索了在热开关下增强自旋电流的可能性，即，在个别热平衡中突然地将中心传输区域连接到两个引线。采用非平衡格林函数方法求解瞬态自旋流，得到了一个适用于整个非线性量子输运过程的封闭解，大大降低了计算复杂度.此外，我们对单能级量子点的洛伦兹线宽进行了模型计算。结果表明，瞬态自旋电流可能在空间上发生变化，导致中心区的自旋积累或耗尽。此外，在瞬态制度的自旋电流的普遍增强观察。特别是在30 K的温差下，瞬态自旋电流的面内分量比稳态热电自旋电流增加了2-3个数量级。我们的研究表明，自旋电流的超快增强可以有效地实现热开关。
2018-06-02 cond-mat.mes-hall
Layer-engineered quantum anomalous Hall effect in twisted rhombohedral graphene
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）；Zhejiang University（浙江大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
研究基于扭曲菱面体石墨烯家族构建设计型QAH平台，通过层配置实现\(C = N\)的QAH态，展示原位电控制，如在特定器件中切换\(C\)符号、驱动拓扑相变，建立层工程和电可调平台推动拓扑量子物质发展。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Aharonov-Bohm ring with a side-coupled atomic cluster: magneto-transport and the selective switching effect
本文报道了紧束缚Aharonov-Bohm环在磁通量作用下的电子传输特性，在环的一个臂上从一侧接有有限原子团。我们证明，通过适当地选择量子环的每个臂中的散射体的数量，并且通过使环与原子团簇解耦，当穿过环的通量变为等于基本通量量子的一半时，穿过环的传输可以被完全阻断。当环和杂质团簇之间的耦合被“打开”时，传输共振立即发生。结果表明，δ类透射共振精确地发生在侧耦合原子链的本征值处，这种“开关”效应既可以发生在孤立原子团簇的所有本征值上，也可以发生在其中的一组本征值上，这取决于环臂上散射体的数目.环点耦合可以逐渐增加，以完全抑制磁传输中的振荡。然而，抑制可以导致完全透明或根本不透射，偶尔伴随着在特定的磁通量值处的相位反转。
2007-12-23 cond-mat.mes-hall
Random Telegraph Noise of a 28-nm Cryogenic MOSFET in the Coulomb Blockade Regime
在14 K下，我们从一个商用的28 nm p-MOSFET（PMOS）中观察到了大量的两能级随机电报噪声（RTN）现象，其中库仑阻塞（CB）峰是由沟道中形成的量子点（QD）引起的.在CB驼峰处观察到最小RTN，其中高电流RTN水平急剧切换到低电流水平。RTN幅度和功率谱密度的栅电压依赖性与CB驼峰区域中DC传输曲线的峰值匹配良好。我们的工作明确地捕获了这些电流和噪声中的QD输运特征，揭示了商业短沟道PMOS中的量子限制效应，即使在14 K下，也比QD实验的典型稀释制冷机温度（<100 mK）高出100倍以上。我们设想，我们报告的RTN特性植根于量子点和缺陷陷阱将更突出的较小的技术节点，其中量子效应应仔细检查在低温CMOS电路设计。
2022-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Atomic scale nanoelectronics for quantum neuromorphic devices: comparing different materials
我回顾了原子尺度纳米电子学向量子神经形态学的进展。首先，我总结了几个神经元的基本组合，即长期和短期的可塑性，尖峰时间依赖的可塑性（关联可塑性），量子性和随机效应，及其潜在的计算就业的关键属性。接下来，我回顾了几种在原子水平上控制电子输运的原子级器件技术，包括用于原子阵列和CMOS量子点的单原子注入、单原子存储器、Ag $_2$ S和Cu $_2$ S原子开关、铪基RRAM、有机材料基晶体管、Ge $_2$ Sb $_2$ Te $_5$突触。每种材料/方法都被证明成功地实现了在真实神经元中观察到的一些特性。我比较了不同的方法，以创建新一代的自然启发和生物意义的人工神经元，以取代刚性CMOS为基础的神经形态硬件。解决的最具挑战性的方面似乎是通过采用相同的材料获得随机/量子行为和关联可塑性，这两种行为目前仅分别在20 nm以下和20 nm以上的长度尺度上观察到。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall cs.ET q-bio.NC
