Quantum Hall droplets in coupled lateral quantum dots
我们提出了一个理论和库仑和自旋阻塞光谱实验的量子霍尔液滴与控制电子数(N1,N2)的横向耦合门控量子点。该理论是基于组态相互作用方法(CI)与非限制性Hartree-Fock(URHF)基耦合。它使我们能够计算大电子数耦合量子点基态和激发态的磁场演化。将该方法应用于(5,5)液滴的自旋跃迁。初步的实验结果证实了(5,5)液滴的产生及其自旋阻塞谱。
2006-03-27 cond-mat.mes-hall
Theory of anisotropic exchange in laterally coupled quantum dots
用解析和数值方法研究了自旋轨道耦合对横向耦合量子点中双电子能谱的影响。结果表明,在没有磁场的情况下,交换相互作用几乎不受自旋轨道耦合的影响,对于任何interdot耦合,基于自旋的量子计算的前景。在有限的磁场中出现各向异性交换。提出了一个数值精确的有效自旋哈密顿量,用于模拟有磁场存在时自旋轨道诱导的双电子自旋动力学。
2010-02-23 cond-mat.mes-hall
Theory of exciton fine structure in semiconductor quantum dots: quantum dot anisotropy and lateral electric field
介绍了半导体量子点中激子精细结构的理论及其与量子点各向异性和外横向电场的关系。在k*p有效质量近似下,导出了包含长程电子-空穴交换作用的有效激子哈密顿量。交换矩阵元素的哈密顿量明确表示在电子和空穴的包络函数。负责的矩阵元素的“明亮”激子分裂的识别和分析。分析了具有准二维各向异性谐振子(2DLAHO)限制势的模型量子点的激子精细结构随形状各向异性、尺寸和外加横向电场的变化.
2009-10-22 cond-mat.mes-hall
Electron transport through Aharonov-Bohm interferometer with laterally coupled double quantum dots
本文从理论上研究了含横向耦合双量子点的Aharonov-Bohm干涉仪中的电子输运。我们引入了间接耦合参数$α$,它表征了两个量子点之间通过储层的耦合强度。$|α|=1$表示最强的耦合,其中只有单一模式有助于系统中的输运。在$|α|\neq 1$ .当参数$α$的绝对值从1减小时,Fano共振和Aharonov-Bohm振荡等干扰效应被抑制。当$α=0$时,线性电导不依赖于通量,因为它对应于点与储层模式的独立耦合。
2006-07-03 cond-mat.mes-hall
Tuning of coupling modes in laterally parallel double open quantum dots
研究了在垂直磁场中,电子通过嵌入量子线中的横向平行双开口量子点的输运。通过调节中心势垒的强度和所施加的磁场,点的耦合模式是可调谐的。概率密度和电子流密度的计算表明,包括磁阻塞,磁湍流,和一个空穴类准束缚态功能的运输效果。通过改变磁场,发现电导中存在Fano到dip的线形交叉。
2005-07-29 cond-mat.mes-hall
Significance of an external magnetic field on two-phonon processes in gated lateral semiconductor quantum dots
本文概述了栅控横向半导体量子点(QD)上双声子过程的理论和数值计算。在外加磁场的作用下,利用两个横向耦合的量子点构成的异质结构,研究了电子在两个声子作用下的散射速率。形式主义是基于声学声子模式通过未屏蔽的变形势和压电相互作用时,晶格缺乏一个中心的反演对称。用二阶微扰理论计算了速率。散射率与外加磁场、晶格温度和量子点间距密切相关。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Elastic Strain Fields In Lateral Double Ge/Si Quantum Dots
对位于同一润湿层上的双Ge/Si量子点的弹性应变场进行了模拟。基于Keating势的原子模型采用团簇近似。用150个配位球原子团簇计算了应变能量密度和电子势能的空间分布。结果表明,所采用的簇边界条件与周期边界条件接近。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall
Manipulating exciton fine-structure in quantum dots with a lateral electric field
研究了横向电场作用下单个自组装InGaAs量子点中中性激子的精细结构。斯塔克位移高达1.5毫电子伏,线宽的增加,和光致发光强度的减少,观察到由于电场。研究表明,横向电场对单粒子波函数的主动操纵导致激子精细结构的分裂有很强的影响。值得注意的是,分裂可以在大值和零值之间进行调整。
2006-08-31 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of Lateral Coupling Between Self-Assembled Qauntum Dots
在自组装In_{0.55} Al_{0.45} As量子点系统中观察到载流子在空间分离的零维态之间的散射。我们相信,点间隧穿介导的势垒带边缘以下的局域态。利用近场扫描光学显微镜在4.2K下拍摄光致发光激发光谱。令人惊讶的是,来自各个点的激发光谱在任何能量下都不会猝灭到零,即使当激发光的能量被调谐到势垒带边缘以下时也是如此。在这个连续谱的顶部,在单个点的发射线中观察到窄共振。这些共振往往同时发生在几个发射线,源自不同的量子点,表明interdot散射。
1998-10-09 cond-mat.mes-hall
Charge control in laterally coupled double quantum dots
研究了在GaAs(001)衬底上生长的沿[110]晶向横向排列的InAs双量子点的电学和光学性质。研究了发射光谱随沿量子点对互轴施加的横向电场的变化。限制电子的数量可以控制与外部偏压导致急剧的能量变化,我们用来确定从中性和带电激子复合物的发射。这些电子的量子隧穿,提出了解释的trion发射线的相反顺序相比,在我们的系统中的激子。
2011-09-20 cond-mat.mes-hall
Fermi edge singularities in transport through lateral GaAs quantum dots
我们测量隧道电流通过静电定义的量子点在GaAs/AlGaAs异质结连接到两个引线。对于某些隧道势垒配置和高样品偏置,我们发现一个明显的共振与费米边缘奇点。当量子点的电化学电势与较少耦合到量子点的铅的费米能级对准时,出现这种多体散射效应。通过改变相对隧穿势垒强度,我们能够调整局域电子与费米海的相互作用。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall
High Kondo temperature (TK ~ 80 K) in self-assembled InAs quantum dots laterally coupled to nanogap electrodes
我们通过在单个自组装InAs量子点上直接形成纳米间隙金属电极来制备单电子隧穿结构。所制备的样品表现出明显的库仑阻塞效应。此外,当使用直径为~ 100 nm的大量子点实现电极与量子点之间的强耦合时,观察到明显的近藤效应。根据近藤谷处线性电导的温度依赖性,确定近藤温度TK为~ 81 K。这是有史以来报道的人工量子纳米结构的最高TK。
2008-08-19 cond-mat.mes-hall
Comparison of methods for computing the exchange energy in laterally coupled quantum dots
我们用Heitler-London、Hund-Mullikan和变分法计算了二维横向耦合量子点的交换能。我们评估这些近似在零和有限磁场的质量比较数值精确的结果。我们发现,令人惊讶的是,Hund-Mullikan方法并没有提供任何显着的改善,更简单的海特勒-伦敦的方法,无论是在大或小的点间距离。与此相反,我们的变分预测证明实质上更好。在有限磁场中的单个点中,所有近似方法都失效。这反映了单电子基态从非简并(谐振子)到高度简并(朗道能级)的质的变化。然而,我们发现,磁感应故障不会发生在最重要的,双点,制度。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Micro-magnets for coherent control of spin-charge qubit in lateral quantum dots
提出了一种用于二能级自旋电荷系统相干电操纵的横向量子点设计。集成到高频电极的两个微米尺寸的永磁体产生适合于电压控制的单量子位门操作的静态倾斜磁场。在描述二能级系统的哈密顿量中考虑了偏离倾斜形式的杂散场,该系统涉及单电子自旋与量子点轨道的杂化。操作速度和门保真度与器件参数有关。亚100 ns的$π$脉冲宽度可以实现与晶格起伏的相干时间为4 ms的GaAs。
2006-12-13 cond-mat.mes-hall
Theory of Single Electron Spin Relaxation in Si/SiGe Lateral Coupled Quantum Dots
研究了自旋-轨道相互作用下单电子Si/SiGe横向耦合量子点中声学声子引起的自旋弛豫。数值计算了单量子点和双量子点在面内和垂直磁场中的弛豫速率。声学声子的变形势被考虑为横向和纵向极化和它们的贡献的总弛豫速率进行了讨论相对于膨胀和剪切势常数。我们发现,在单点的自旋弛豫率的规模约与磁场的七次方,在最近的实验。在双点中,弛豫速率对点谱结构更加敏感,因为它通常由自旋热点主导。自旋-轨道相互作用的各向异性产生容易的通道,即磁场的特殊方向,对于该方向,弛豫被强烈抑制。量子力学上,由于不存在压电声子势和一般较弱的自旋轨道相互作用,Si中的自旋弛豫速率通常比GaAs小2个数量级。
2011-04-26 cond-mat.mes-hall
Role of spin-orbit coupling in the far infrared absorption of lateral semiconductor dots
我们研究了二维半导体点的自旋-垂直耦合对远红外吸收的影响。通过改变Dresselhaus项的强度,在非相互作用模型中预测了通过改变点宽度、Kohn峰的独特分裂以及额外的低能模式在实验中可行的机制。每个模式都有一个空间分布的电荷,垂直和面内自旋密度,以一种特殊的方式与外部场的频率和极化相关。我们研究了这些功能对电子-电子相互作用的鲁棒性,以及相互作用引起的额外特性的外观。
2002-04-11 cond-mat.mes-hall
Charge decoherence in laterally coupled quantum dots due to electron-phonon interactions
研究了横向耦合单电子半导体双量子点中电子-声子相互作用的电荷退相干。我们分析和数值计算由于电子耦合到声学和光学声子的弛豫和退相速率,并探讨系统参数空间的点间距离,单点限制的强度,和点间耦合强度。我们的数值计算结果表明,电子散射率强烈依赖于电子约束的强度和系统的大小。此外,虽然决定电荷退相干率的最主要因素是电荷量子位态之间的能量分裂,但双点配置的细节也非常重要。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall
Voltage-tunable singlet-triplet transition in lateral quantum dots
计算和高源漏输运测量的结果表明,在横向量子点的电子对的纠缠电压可调。在一个固定的磁场中,施加一个选择恰当的门电压,电子对的基态就会从纠缠的自旋单线态变为自旋三线态。
2002-08-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Parametric spin excitations in lateral quantum dots
本文研究了在自旋轨道耦合作用下,单电子在量子点静电势参量调制下的自旋动力学行为。数值和理论计算表明,通过压缩和/或移动电子的波函数,在实验可达的参数下,在抛物线和正方形横向量子点中可以实现拉比频率为几十兆赫量级的自旋旋转。参数激发的应用,确定自旋轨道耦合参数和增加自旋极化的电子地面演示。
2007-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Theory of Spin Relaxation in Two-Electron Lateral Coupled Si/SiGe Quantum Dots
给出了硅双量子点中声子诱导双电子自旋弛豫的高精度数值计算结果。弛豫,使自旋-轨道耦合和$^{29}$ Si(天然或纯化丰度)的核,研究实验相关参数,interdot耦合,磁场的大小和方向,和失谐。我们计算松弛率为零和有限的温度(100 mK),得出的结论是,我们的研究结果为零温度仍然定性有效,也为100 mK。我们确认相同的各向异性开关的轴的自旋寿命延长与不同的失谐最近在GaAs中预测。可能的超精细为主的弛豫的条件是更严格的Si比GaAs。对于实验相关的制度,自旋-轨道耦合,虽然弱,是占主导地位的贡献,产生各向异性弛豫率的至少两个数量级低于GaAs。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall
Para-ortho transition of artificial H$_2$ molecule in lateral quantum dots doped with magnetic impurities
给出了掺杂磁性杂质的横向量子点中人工H $_2$分子随外磁场和柱塞栅电压变化的磁相图。Mn-Mn反铁磁-铁磁转变的开始是伴随着电子自旋单重态-三重态转变。我们采用组态相互作用方法将电子-Mn哈密顿量精确对角化,并将其映射为有效的Mn-Mn海森堡哈密顿量。我们发现,在低/高磁场下,Mn-Mn交换耦合可以用RKKY相互作用/磁极化子来描述.
2009-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modeling charge relaxation in graphene quantum dots induced by electron-phonon interaction
研究和比较了两种计算石墨烯量子点电子-声子相互作用电荷弛豫时间的解析模型。最近,石墨烯量子点中的电荷弛豫过程已被实验探测,在这里,我们提供了弛豫时间的理论估计。通过比较一个模型与纯边缘约束与静电约束,我们发现,后者具有更大的弛豫时间。有趣的是,在静电定义的量子点的弛豫时间预计将超过实验观察到的下限~100 ns。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation and decoherence of holes in quantum dots
研究了垂直磁场中量子点中重空穴自旋的弛豫和退相干。我们表明,在低温下的自旋退相干时间是两倍以上的自旋弛豫时间。我们发现重空穴的自旋弛豫时间可以与强二维量子点中的电子的自旋弛豫时间相当甚至更长。我们讨论了由于Rashba或Dresselhaus自旋轨道耦合系统的自旋弛豫速率的磁场依赖性的差异(即,GaAs量子点)或负的(即,InAs量子点)$g$ -因子。
2005-03-08 cond-mat.mes-hall
Relaxation of hole spins in quantum dots via two-phonon processes
本文从理论上研究了低磁场下重空穴量子点的自旋弛豫。我们证明了双声子过程和自旋轨道相互作用是实验相关的,并提供了一个解释最近观察到的饱和的自旋弛豫率在重空穴量子点与消失的磁场。我们建议进一步的实验,以确定相关的自旋弛豫机制在低磁场。
2009-02-14 cond-mat.mes-hall
Exciton and negative trion dissociation by an external electric field in vertically coupled quantum dots
研究了一对垂直耦合量子点中激子的斯塔克效应。采用单带近似的孔和抛物线的横向限制潜力,允许分离的横向质心运动,从而为精确的数值解的薛定谔方程。我们发现,对于中间隧道耦合的外部电场导致的激子的解离通过避免交叉的明亮和黑暗的激子能级,从而导致在一个非典型形式的斯塔克位移。利用冻结横向自由度近似,研究了负三振子的电场诱导解离。结果表明,在对称的耦合点系统中,激子比激子对离解更稳定。对于耦合点的非对称系统,三电子解离伴随着作为电场的函数的复合能线的正曲率。
2005-03-10 cond-mat.mes-hall
Exciton spin relaxation in single semiconductor quantum dots
研究了非对称单量子点中激子自旋的弛豫(纵向弛豫时间$T_{1}$),这是由于短程交换作用和声学声子形变的相互作用引起的。计算的弛豫速率强烈依赖于点的大小,磁场和温度。对于典型的量子点和低于100 K的温度,零磁场弛豫时间是长的激子寿命相比,但他们强烈减少高磁场。本文详细讨论了基于(In,Ga)As和(Cd,Zn)Se半导体化合物的量子点。
2003-04-23 cond-mat.mes-hall
Lateral electron tunneling through single self-assembled InAs quantum dots coupled to superconducting nanogap electrodes
我们利用超导铝电极与单个自组装InAs量子点横向接触,制备了超导体-量子点-超导体(SC-QD-SC)结。在40 mK时,所制造的结表现出明显的库仑阶梯和库仑振荡。此外,观察到的源极-漏极电压$|V_{\rm SD}| < 2Δ/e$,其中$Δ$是SC能隙的Al的电导明显抑制。约瑟夫森电流的情况下,流经量子点是由于在我们的测量系统中的强库仑相互作用和不可忽略的热涨落。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Charged excitons and biexcitons in laterally coupled InGaAs quantum dots
本文给出了激子、正、负三重子(X \pm)、正、负四重子(X 2 \pm)和双激子的原子经验赝势计算和组态相互作用的结果。所研究的结构是在横向电场下嵌入GaAs中的横向排列的InGaAs量子点分子。激子相当简单的能量在带电准粒子的情况下变得更加复杂,但仍然容易处理。负三振子谱在目前可用的场范围内显示四个反交叉,而正三振子显示两个。反交叉的幅度揭示了载流子隧穿过程中的多体效应,这应该是实验上可以达到的。
2010-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent defect-assisted multiphonon intraband carrier relaxation in semiconductor quantum dots
提出了半导体量子点中多声子带内载流子弛豫的一种新的缺陷辅助机制,其中载流子是在初始态、终态和缺陷态的相干叠加中发现的。结果表明,这一机制是能够解释所观察到的趋势的PbSe和CdSe胶体量子点的带内弛豫速率的温度依赖性。
2007-05-18 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation through Kondo scattering in Cu/Py lateral spin valves
自旋扩散长度的温度依赖性通常反映了负责自旋弛豫的散射机制。在非磁性金属中,可以合理地预期Elliot-Yafet机制发挥作用,因此自旋扩散长度的温度依赖性可能与电阻率成反比。在横向自旋阀测量中,已经发现在低温下自旋扩散长度意外地减小。通过测量用不同纯度的Cu制作的横向Py/Cu/Py自旋阀的输运性质,我们提取了一个自旋扩散长度,该长度仅在存在近藤效应的情况下在30 K以下显示这种抑制。我们计算了自旋弛豫速率,并分离出磁性杂质的贡献。我们发现磁性杂质的自旋翻转概率为34%。我们的半定量分析证明了近藤散射在自旋弛豫中的主导作用,即使在1 p. p.m.量级的低浓度下,并因此解释了我们和其他人观察到的自旋扩散长度的减小。
2015-12-10 cond-mat.mes-hall
Charging energy spectrum of black phosphorus quantum dots
本文从理论上研究了横向尺寸分别为2 nm和3 nm的单层和双层黑磷量子点的荷电效应。我们证明,BPQD的充电能够存储高达一个$N_{max}$电子(这取决于量子点的横向尺寸和层数),之后出现结构不稳定性。例如,3nm宽的氢钝化单层BPQD可以保持最多16个电子,并且额外的电子导致氢原子从QD边界排出。我们还计算了附加能量($E_A$)谱。对于横向尺寸为2和3 nm的单层QD,平均$E_A$分别为约0.4 eV和0.3 eV。对于具有相同尺寸的双层QD,平均$E_A$分别为约0.25 eV和0.2 eV。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall
Singlet-triplet transition in a few-electron lateral InGaAs-InAlAs quantum dot
报道了横向InGaAs/InAlAs量子点在少电子区的库仑阻塞峰的磁场演化。量子点由蒸镀到60 nm厚的氢倍半硅氧烷绝缘膜上的栅极限定。通过零偏自旋谱测量了旋磁因子为4.4,并在面内磁场B = 0.7 T时发现了从单重态到三重态自旋组态的转变。这一观测结果为在中等磁场下操纵单重态和三重态开辟了道路,并将讨论其与量子信息应用的相关性。
2010-03-16 cond-mat.mes-hall
Optimal geometry of lateral GaAs and Si/SiGe quantum dots for electrical control of spin qubits
我们研究了磁场的取向和量子点相对于晶体学坐标的取向对在栅控半导体量子点中实现的电控量子比特的质量的影响。我们发现,由于自旋-轨道相互作用的各向异性,改变两个方向,它是可能的,以调整量子比特的意义上优化的比例耦合到声子和控制电场。我们发现的条件下,这种最佳的设置可以通过单独重新定向的磁场,当一个特定的定位点是必需的。我们还发现,自旋轨道相互作用强度的相对符号的知识允许选择一个鲁棒的最佳点几何形状,点主轴沿着[110]或[1 $\overline{1}$ 0],其中量子位总是可以通过重新定向磁场来优化。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Anisotropy of spin splitting and spin relaxation in lateral quantum dots
研究了强面内磁场作用下横向量子点中自旋的非弹性弛豫和自旋分裂$ε_{\mathrm{s}}$。由于g因子能量依赖性和自旋轨道耦合,$ε_{\mathrm{s}}$表现出与R.Hanson \textit{et al} [Phys.Rev.Lett. \textbf{91},196802(2003)]。由于自旋轨道耦合的晶体各向异性,它也随磁场的面内取向而变化。自旋弛豫速率也是各向异性的,各向异性随着电场的增加而增加。当磁性长度小于GaAs点的“厚度”时,$\mathbf{B}% \Vert\lbrack100]$的弛豫比$\mathbf{B\Vert}[110]$快一个数量级。
2005-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Finite-thickness effects in ground-state transitions of two-electron quantum dots
利用具有抛物势的双电子量子点的精确可解激发谱,我们证明了包含量子点的垂直延伸提供了与Nishi等人[Phys.Rev.B75,121301(R)(2007)]的实验结果一致的描述。我们发现,在三维情况下,基态的第二次单重态-三重态跃迁是横向约束的消失函数,而在二维情况下,它总是存在的。我们发现,轻微减少的横向限制导致形成的维格纳分子在低磁场。
2007-11-08 cond-mat.mes-hall
Spin interactions, relaxation and decoherence in quantum dots
本文综述了准二维量子点中电子和空穴的自旋退相干以及纳米线量子点中电子自旋弛豫的研究进展。受限电子和空穴的自旋被认为是实现量子信息存储和处理设备的主要候选者,前提是可以实现足够长的相干和弛豫时间。结果表明,这一前提条件在电子量子点和空穴量子点中都有可能实现,从而向自旋量子位的量子计算迈出了一大步。
2009-03-03 cond-mat.mes-hall
Coulomb "blockade" of Nuclear Spin Relaxation in Quantum Dots
研究了量子点中电子与二维气体交换引起的自旋弛豫机制。我们发现,核自旋弛豫速率显着的影响,库仑阻塞,并可以控制的栅极电压。在强自旋-轨道耦合的情况下,弛豫速率在库仑阻塞谷处最大,而在弱自旋-轨道耦合的情况下,核自旋弛豫速率的最大值在库仑阻塞峰附近。
2002-05-24 cond-mat.mes-hall
Reduced electron relaxation rate in multi-electron quantum dots
我们采用组态相互作用方法和费米黄金法则研究了实际多电子量子点中的电子-声子相互作用。寿命计算在低密度,高度相关的制度。我们报告的数值证据表明,电子-电子相互作用一般会导致降低衰减率的激发电子态在弱限制量子点,其中载流子弛豫是由纵向声学声子的相互作用为主。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall
Zeeman energy and anomalous spin splitting in lateral GaAs quantum dots
研究了具有自旋轨道相互作用的抛物型二维量子点在水平磁场作用下的能级分裂。由自旋-轨道耦合引起的特征是零场能隙的出现以及依赖于电子态和量子点平面中磁场的取向的能量分裂。这些量子点性质可以用来确定Rashba和Dresselhaus的自旋轨道强度
2004-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Implementation of the quantum walk step operator in lateral quantum dots
提出了一维量子点链中电子离散量子行走的步算符的物理实现。阶跃算符的工作原理是基于局域增强塞曼分裂和量子硬币的作用是由电子的自旋发挥。我们计算了由于量子电荷波动的退相干存在下,电子的成功转移的概率,建模为玻色子浴。然后,我们分析了两种机制,分别基于本地施加的电场和磁场和倾斜的磁场创建本地增强塞曼分裂。我们的研究结果表明,在现实的实验条件下,> 90%的成功概率是可行的。
2009-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coulomb correlations effects on localized charge relaxation in the coupled quantum dots
分析了两个相互作用量子点(人工分子)与连续谱态耦合系统中局域电荷的时间演化。我们表明,库仑相互作用修改弛豫速率,并负责非单调时间演化的本地化电荷。我们提出了这种非单调的电荷时间演化的新机制,与每个量子点中不同弛豫通道之间的电荷重新分配有关。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall
The Nuclear Spin Environment in Lateral GaAs Spin Valves
固体中的自旋自由度提供了超越基于电荷的电子学的机会,并且被积极地研究用于自旋电子学和量子计算。然而,这些自旋与其原生环境的相互作用可能会产生不利的影响,如自旋弛豫和退相干。在这里,我们使用一个全电,横向GaAs自旋阀来操纵和调查固有的核自旋系统。Hanle卫星用于确定以前未探索的温度范围内的核自旋弛豫速率,该温度范围低至100 mK,T1时间长达3小时。尽管金属的电阻率的温度依赖性,所观察到的弛豫速率显示出次线性的温度依赖性。这与在金属中观察到的Korringa弛豫机制形成对比,但与离金属-绝缘体过渡不远的无序相互作用导体中的超精细介导弛豫并不矛盾。我们讨论了可能的弛豫机制,并进一步研究核自旋极化的不均匀性。
2011-10-01 cond-mat.mes-hall
Polarons in semiconductor quantum-dots and their role in the quantum kinetics of carrier relaxation
虽然含时微扰理论表明在半导体量子点中载流子-声子散射效率低,但我们证明了载流子-声子相互作用的量子动力学描述预测了快速载流子捕获和弛豫。所考虑的过程在自由载流子能量方面不满足能量守恒,因为局域量子点态的极性耦合强烈地改变了这一图像。
2005-01-20 cond-mat.mes-hall
Spin relaxation in quantum dots due to electron exchange with leads
我们计算了横向量子点系统中由于量子点和引线之间的电子交换引起的自旋弛豫速率。利用速率方程,我们发展了一个理论描述的实验观察到的电流的自旋封锁制度的双量子点。单个表达式拟合整个电流分布,并描述传导峰和抑制(“谷”)区的结构。由于自旋轨道和超精细自旋散射机制的自旋封锁测量的内在弛豫率的准确提取,这里计算的外在速率必须考虑。
2008-10-24 cond-mat.mes-hall
Tuning the exchange interaction by electric field in laterally coupled quantum dots
用精确对角化方法研究了外电场对横向耦合量子点中两电子交换作用的影响。我们已经进行了系统的研究,几个纳米器件,包含两个栅极定义的量子点的不同的形状和大小位于源极和漏极之间的接触。约束势模型由两个势阱与可变范围和软度。在所有考虑的纳米器件中,交换能$J$对电场$F$的总体依赖性是相似的,即,对于低场,$J$随着$F$的增加而增加,对于中场,$J$达到最大值,并且如果$F$超过某个临界值,则迅速下降到零。然而,$J(F)$依赖性显示了依赖于纳米器件几何形状的特性。我们已经发现,低和中间场的行为可以准确地参数化的线性函数$J(F) = \αF + \β$,其中$ alpha$是独立的纳米器件的几何形状和软的限制电位。我们已经表明,线性$J(F)$依赖性仅在QD之间的隧道耦合较弱时出现,即,点间间隔足够大。对于强的点间隧道耦合,$J(F)$依赖性变为非线性。如果位于接触附近的QD,其中施加较高的电压,具有椭圆形的形状,并大于其他QD,$J(F)$的依赖性显示在一个广泛的电场制度的平台。$J(F)$的线性和快速跳跃以及平台的存在可以通过改变外部电场来调节交换相互作用。
2008-12-10 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon induced spin relaxation in InAs quantum dots
我们计算了外磁场作用下抛物量子点中由于自旋轨道相互作用的声子调制引起的自旋弛豫率。变形势和压电电子-声子耦合机制都包含在Pavlov-Firsov自旋-声子哈密顿量中。我们的结果表明,在窄禁带材料中,电子-声子变形势和压电耦合的贡献与自旋弛豫过程相当。对于大的点,变形势相互作用成为主导。这种行为是没有观察到宽或中间间隙半导体,其中的压电耦合,一般来说,支配自旋弛豫过程。我们还证明了自旋弛豫速率对Landé $g$因子特别敏感。
2003-10-07 cond-mat.mes-hall
Single-Particle-Picture Breakdown in laterally weakly confining GaAs Quantum Dots
本文详细研究了用Al液滴腐蚀法制备的GaAs/AlGaAs单量子点中弱限制的不同激子态。对于我们的分析,我们利用温度,偏振和磁场相关的$μ$ -光致发光测量,这使我们能够识别不同的激发态的量子点系统。此外,我们还对荷电和中性激子态在Voigt和Faraday组态下的g因子和抗磁系数进行了全面的分析。通过组态相互作用方法的理论计算,我们表明,广泛使用的单粒子塞曼哈密顿量不能用于提取可靠的值的g因子的组成粒子的激子跃迁测量。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
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
Singlet-Triplet Transition in lateral Quantum Dots: A Numerical Renormalization Group Study
我们讨论了横向量子点在其基态的单重态-三重态自旋跃迁附近的输运。从数值重整化群谱中提取散射相移,我们确定了零温度下的线性电导作为塞曼场和单重态和三重态分裂的函数。我们发现减少低能量的运输,和非单调的磁场依赖性在单重态和三重态制度。对于一组通用的点参数和没有塞曼分裂,单重态-三重态跃迁可以用电导最大值来识别。电导对过渡区域中的磁场最不敏感,在过渡区域中,电导在施加磁场时减小。我们的结果与最近的实验数据符合得很好。
2003-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures of many-body interactions and delocalized states in self-assembled lateral quantum dot molecules
横向量子点分子由至少两个紧密间隔的InGaAs量子点组成,排列使得连接量子点的轴垂直于生长方向。这些量子点复合物被称为分子,因为量子点之间的小间距预计会导致形成类似分子的离域态。我们提出了作为沿生长方向施加的电场的函数的整体和单个横向量子点分子的光谱。这些结果使我们能够表征横向量子点分子的能级结构以及带电和多体相互作用的光谱特征。我们提出的实验证据的存在下的第一个激发能壳层的电子的分子状离域态。
2011-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Charge-noise-free Lateral Quantum Dot Devices with Undoped Si/SiGe Wafer
我们使用未掺杂的Si/SiGe晶片在单层MOS结构中开发量子点。通过在表面栅极上施加正偏压,电子在Si沟道中积累。测量了清晰的库仑金刚石和双点电荷稳定图。跟踪电流的时间波动,我们应用傅里叶变换分析。噪声信号的功率谱与频率成反比,并且不同于在掺杂晶片中制造的量子点已知的反比二次行为。我们的研究结果表明,掺杂晶片的电荷噪声源与2DEG掺杂剂有关。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall
Observation of extremely slow hole spin relaxation in self-assembled quantum dots
我们报告的测量极其缓慢的空穴自旋弛豫动力学的自组装InGaAs量子点的小合奏。在每个点的最低轨道状态中光学地创建单独的自旋取向的孔,并且在使用自旋存储器设备的定义的存储时间之后读出。所得到的发光信号表现出明显的偏振记忆效应,该效应在长存储时间内消失。测量了空穴自旋弛豫动力学随外磁场和晶格温度的变化。我们表明,空穴自旋弛豫可以发生在非常长的时间尺度在强约束的量子点(高达~270 us),最近的理论预测。我们的研究结果得到了计算的支持,重现了观测到的磁场和温度的依赖关系。结果表明,在强限制量子点的空穴自旋弛豫是由于自旋轨道介导的塞曼能级之间的声子散射,在显着的对比,在更高的维度的纳米结构,它是有限的价带混合。
2008-02-25 cond-mat.mes-hall