Electronic lifetimes in ballistic quantum dots electrostatically coupled to metallic environments
计算了金属栅附近二维量子点中低能电子激发态的寿命。我们发现不同的行为取决于点的大小，点栅距离和点内的费米屏蔽长度的相对值。当点-栅距离远小于点尺寸或点-栅距离太大以致于本征效应占主导地位时，得到了标准的费米液体行为。费米液体的行为被发现在远离栅极的小圆点的无屏蔽偶极子的情况下，Caldeira-Leggett模型是适用的。在中间距离，如果在点内有足够的屏蔽，则获得边缘费米液体。在这最后两种非平凡的情况下，能级宽度随点-栅距离呈幂律衰减。
2004-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Electrostatically defined Quantum Dots in a Si/SiGe Heterostructure
提出了一种在分子束外延Si/SiGe异质结中实现的静电限定的少电子双量子点。传输和电荷光谱与一个额外的量子点以及脉冲门测量证明。我们讨论了硅基异质结构的技术挑战，以及大有效电子质量对双量子点的输运性质和可调谐性的影响。电荷噪声，这可能是由于应变工程本质上诱导被证明不会影响我们的设备作为一个自旋量子比特的稳定操作。我们的研究结果保证了在Si/SiGe异质结构中静电限定的量子点适用于量子信息处理。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Ambipolar quantum dots in intrinsic silicon
我们电测量本征硅量子点与静电定义的隧道势垒。p型和n型欧姆接触的存在使得能够积聚电子或空穴。因此，我们能够在同一设备内研究两种传输机制。我们研究了隧道势垒和静电量子点的影响。在空穴导电的情况下，隧道势垒下的电荷态有更大的局部化，导致p区中更高的电荷噪声。
2014-10-13 cond-mat.mes-hall
Electrostatically confined monolayer graphene quantum dots with orbital and valley splittings
无质量载流子的静电约束受到克莱因隧穿的阻碍。在石墨烯中避免这个问题主要依赖于雕刻出纳米结构或施加电位移场来打开双层石墨烯中的带隙。到目前为止，这些方法遭受边缘无序或电子的局部化控制不足。在这里，我们实现了一种替代的策略，在单层石墨烯，通过结合均匀的磁场和静电约束。使用扫描隧道显微镜的尖端，我们在块状石墨烯的朗道间隙中诱导出限制势，而不需要物理边缘。对费米能的局域态进行门控导致具有超过40个库仑峰的常规充电序列，其表现出7-20 meV的典型附加能量。第一轨道态的轨道分裂为4-10 meV，谷分裂约为3 meV。这些实验观察定量再现紧束缚计算，其中包括与对齐的六方氮化硼衬底的石墨烯的相互作用。所展示的限制方法似乎适合于产生具有超出传统技术范围的良好定义的波函数特性的量子点。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall
Single exciton trapping in an electrostatically defined 2D semiconductor quantum dot
二维半导体中的层间激子（IX）具有长寿命和自旋谷耦合物理，具有谷电子应用的单激子捕获的长期目标。在这项工作中，我们使用纳米图案化的石墨烯栅极来创建静电IX陷阱。我们测量一个独特的功率依赖的蓝移IX能量，窄线宽发射表现出离散的能量跳跃。我们将这些跳跃归因于陷阱内IX的数量占用的量化增加，并与理论模型进行比较，以分配最低能量的发射线到单个IX复合。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-defined electron-hole double dots in bilayer graphene
我们提出了门控单，双，三点操作在静电间隙双层石墨烯。由于样品制造的最新进展，包括在六方氮化硼中封装双层石墨烯和使用石墨栅极，已经可以静电限制双层石墨烯中的载流子并完全夹断通过量子点器件的电流。在这里，我们讨论的操作和表征的电子空穴双点。我们显示了显着程度的控制我们的设备，这使得两个不同的栅极定义的电子空穴双点系统具有非常相似的能量尺度的实施。在单点制度，我们提取激发态能量和调查他们的演变在一个平行的磁场，这是在协议的塞曼自旋分裂预期的g-因子为2。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall
Passivation and characterization of charge defects in ambipolar silicon quantum dots
在本报告中，我们展示了电荷缺陷在静电定义量子点形成过程中的作用。我们引入了一个屏障阵列结构，在一个单一的设备在多个位置探测缺陷。我们测量样品之前和之后的退火过程中使用的Al $_2$ O $_3$覆盖层，原子层沉积生长。在用退火钝化大部分电荷缺陷之后，我们可以静电地定义长度高达180 nm的空穴量子点。我们的双极结构揭示了两性电荷缺陷，在退火后保持在正电荷和负电荷状态下的充电能量为~10 meV。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall
Fabry-Pérot cavities and quantum dot formation at gate-defined interfaces in twisted double bilayer graphene
莫尔材料所表现出的丰富和静电可调的相图使其成为承载单一材料多用途设备的合适平台。要设计这样的设备，了解电子传输和定位在静电定义的接口是至关重要的。然而，关于源自莫尔晶格的能带结构和电势梯度之间的相互作用如何影响电子约束，人们知之甚少。在这里，我们静电定义了一个腔横跨扭曲的双层石墨烯样品。我们观察到两种Fabry-Pérot振荡。第一个，独立的电荷极性，源于限制之间的分散带/平带界面的电子。第二个原因是调谐到不同平带的区域之间的结。当调整跨器件的面外电场时，我们观察到传输中的库仑阻塞共振，这是强电子约束的指示。从共振态的栅极、磁场和源漏电压依赖性，我们得出量子点形成于法布里-珀罗腔的界面处。我们的研究结果构成了第一步，更好地理解界面现象的单晶莫尔装置。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Electrostatically interacting Wannier qubits in curved space
本文从薛定谔理论出发，推导了在静态和含时电场作用下，各种位置基半导体量子比特拓扑结构的紧束缚模型。简单的紧束缚模型允许描述大集成规模的单电子器件。在薛定谔模型中，给出了两个静电Wannier量子比特（也称为基于位置的量子比特）的情况，其中省略了自旋自由度。可编程量子物质的概念可以在耦合的半导体量子点链中实现。事实上，高度集成和开发的低温CMOS纳米结构可以映射到耦合的量子点，其连接性可以通过施加在晶体管栅极上的电压以及外部磁场来控制。利用电子之间库仑排斥相互作用产生的反相关原理，可以实现经典和量子反相器（经典/量子交换门）和许多其他逻辑门。由于物理过程的量子性，使得关联与反关联同时存在，这种反关联将被削弱。在这项工作中提出的核心结果之一依赖于耗散过程的出现在光滑弯曲的半导体纳米线的经典和量子图像的情况下。我们观察到强烈的本地化的波包由于纳米线弯曲。所得结果可以映射到弯曲空间中的电子问题，从而可以用嵌入薛定谔方程中的可编程位置相关度规来表示。事实上，半导体量子点系统能够模仿弯曲的空间，这在单电子器件的实现中提供了基础科学和应用科学之间的桥梁。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance of a superconducting subgap state in an electrostatically floating dot-island
我们研究了一个混合器件中定义的InAs纳米线与外延铝壳，由一个量子点与超导岛接触。该设备是电浮置的，禁止运输测量，但提供访问的状态，否则将是高度兴奋和不稳定的。具有集总元件谐振器的射频反射计将电容耦合到量子点，并且检测离散子带隙状态的存在。我们进行了详细的研究的情况下，没有岛的国家，但量子点诱导的subgap状态控制的隧道耦合。当到准连续激发态的间隙很小时，加载到谐振器的电容被热激发强烈抑制，我们称之为“热屏蔽”效应。共振频率偏移和电荷跃迁时品质因数的变化可以用单能级Anderson杂质模型来解释。建立的测量方法，以及分析和模拟框架，适用于更复杂的混合器件，如Andreev分子或Kitaev链。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interplay of Aharonov-Bohm and Berry phases in gate-defined graphene quantum dots
我们研究了磁通量管对石墨烯量子点中静电约束电子的可能性的影响。在没有磁通量管的情况下，石墨烯赝自旋负责将总角动量量子化为半整数值。另一方面，在一个含有半个通量量子的通量管中，Aharonov-Bohm相和Berry相精确地抵消了，我们发现了一个角动量为零的状态，不能被静电限制。在这种情况下，真正的束缚态只存在于规则几何中，其中不存在零角动量分量的状态，而不可积几何则缺乏限制。我们支持这些论点与栅极定义的石墨烯量子点的两端电导的计算，这表明共振的盘形几何形状和体育场形状的几何形状没有通量管，但没有共振的体育场形状的量子点与$π$通量管。
2013-04-03 cond-mat.mes-hall
High quality electrostatically defined hall bars in monolayer graphene
实现石墨烯作为原子级薄且可调的平台用于量子传输的基础研究和未来应用的承诺需要静电定义结构的几何形状并控制载流子浓度的能力，而不会影响系统的质量。在这里，我们展示了新一代高质量栅极限定的石墨烯样品的工作原理，其中通过使用$ν=0$绝缘状态克服了在无间隙半导体中这样做的挑战，该绝缘状态在适度的施加磁场下出现。为了验证我们的设备的质量不受多个门的存在的影响，我们比较了不同样品几何形状的电子输运响应，密切关注脆弱的量子态，如分数量子霍尔（Fractional Quantum Hall，简称HHH）态，这是非常容易发生混乱。在不损害器件质量的情况下限定局部耗尽区的能力建立了一种构造基于石墨烯的量子传输器件的新方法。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall
A 2x2 quantum dot array with controllable inter-dot tunnel couplings
在静电定义的量子点阵列中，电子之间的相互作用自然地由费米-哈伯德哈密顿量描述。此外，这些系统的高度可调性使它们成为模拟哈伯德模型不同区域的强大平台。然而，大多数量子点阵列的实现被限制为一维线性阵列。在这封信中，我们提出了一个正方形晶格单位单元的2 $\times$ 2量子点静电定义在AlGaAs/GaAs异质结使用双层栅技术。我们使用附近的量子点作为电荷传感器来探测阵列的特性。我们表明，我们可以确定性地和动态地控制在每个量子点的单电子到少电子制度的电荷占领。此外，我们实现了在0-40~ $μ$ eV范围内的最近邻隧道耦合的同时单独控制。最后，我们展示了快速（$\sim 1$ ~ $μ$ s）单次读取点中电子的自旋状态，通过泡利自旋封锁进行自旋-电荷转换。这些进展为二维模拟量子模拟铺平了道路，这在以前的量子点系统中是无法实现的。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
A mechanism for electrostatically generated magnetoresistance in chiral systems without spin-dependent transport
本文提出手性材料与铁磁体耦合系统中的磁阻源于静电接触电势对输运势垒的调制，该机制无需自旋输运即可解释线性响应电阻对磁化方向的敏感性及Onsager互易关系的失效。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall
High-precision real-space simulation of electrostatically-confined few-electron states
在本文中，我们提出了一个计算程序，利用实空间网格获得高精度近似的静电限制的少电子状态，如那些出现在门控半导体量子点。我们使用全组态相互作用（FCI）方法与连续适应的正交轨道基近似的基态和激发态的系统。我们还介绍了一个基准问题的基础上，一个现实的解析静电势的量子点设备。我们表明，我们的方法导致高精度的计算能量和能量差在很宽的模型参数范围内。基准的分析定义允许一组易于复制的测试，从而便于与其他计算方法进行比较。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetoresistance and Quantum Oscillations of an Electrostatically Tuned Semimetal-to-Metal Transition in Ultra-Thin WTe2
我们报告的半金属WTe \textsubscript{2}的静电门控纳米器件的电子输运测量。通过在惰性气氛中封装薄片，在2D极限中实现高迁移率金属行为。在低温下，我们发现，一个大的磁阻可以打开和关闭之间的半金属态和仅电子的金属态，分别通过静电掺杂系统。我们确认的两个制度的性质，通过分析的磁阻和霍尔效应与两个载体模型，以及通过分析Shubnikov-de Haas振荡，这两个都表明通过静电门耗尽空穴载流子。这证实了两个带相反电荷的载流子的半经典输运准确地描述了在这种材料中观察到的异常磁阻。最后，我们还发现，磁阻幂律是次二次和密度无关，特别是在半金属制度提出了新的物理。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall
Valley-dependent tunneling through electrostatically created quantum dots in heterostructures of graphene with hexagonal boron nitride
本研究提出利用KPFM诱导电势在石墨烯/hBN异质结构中实现谷滤波，通过紧束缚模型分析表明，当费米能$E_F$与电势$U_0$同号时可控制谷极化，为无需外部磁场的谷滤波提供了新方法。
2023-10-18 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic transport in electrostatically-defined spin-full channels in quantum Hall ferromagnets
在这项工作中，我们使用静电控制的量子霍尔铁磁跃迁在CdMnTe量子阱研究电子输运通过个别域壁（DWs）在特定位置诱导。这些DW是由于具有相反自旋极化的两个反向传播边缘态的杂交而形成的。通过DWs的传导被发现是对称的磁场方向反转下，这些DWs的螺旋性质一致。我们观察到长畴壁处于绝缘区，局域化长度为4 - 6~ $μ$ m.在较短的DW中，电阻在低温下饱和到非零值。研究了磁场中的介观电阻涨落。通过自旋轨道相互作用引起的带隙内杂质态输运的理论模型与实验数据符合得很好。螺旋形DW需要对称性来形成合成p波超导体。实现静电控制的一个单一的螺旋畴壁是一个里程碑的道路上，他们的可重构网络，并最终证明编织的非阿贝尔激发。
2017-05-08 cond-mat.mes-hall
Electrostatically Induced Superconductivity at the Surface of WS$_2$
我们研究通过离子液体栅控场效应晶体管（FET）的基础上剥离晶体的半导体WS $_2$的运输。在电子积累时，在表面密度接近或刚好大于10 $^{14}$ cm $^{-2}$时，输运表现出金属行为，表面电阻率在冷却时显著降低。作为温度和磁场的函数的详细表征清楚地显示了在临界温度$T_c \approx 4$ K以下发生栅极诱导的超导转变，这一发现代表了钨基半导体过渡金属二硫属化物中超导性的首次证明。我们研究了超导性的性质，并发现显着的不均匀性，起源于从WS $_2$表面的冻结的离子液体的局部分离。尽管不均匀性，我们发现，在所有的情况下，观察到一个充分发展的零电阻状态，不同的属性的设备表现出的Berezinskiiii-Kosterlitz-无过渡的行为特征，因为它可以预期的二维性质的静电积累的电子系统。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall
Electron dynamics in graphene with gate-defined quantum dots
我们使用数值精确的切比雪夫展开和核多项式方法研究运输通过圆形石墨烯量子点的紧束缚蜂窝晶格模型的框架。我们的重点在于制度的静电定义的点占主导地位的载流子动态的个别模式。特别地，我们讨论了一个注入的狄拉克电子波包的散射单个量子点，电子限制在点，点束缚模式的光激发，和电子激发沿点的线性阵列的传播。
2013-12-16 cond-mat.mes-hall
Coupling a $^{73}$Ge nuclear spin to an electrostatically defined quantum dot
University of New South Wales（新南威尔士大学）；Diraq；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；The University of Melbourne（墨尔本大学）
研究将$^{73}$Ge核自旋耦合到SiMOS量子点，并通过电极电压调节超精细相互作用，为未来核自旋量子实验奠定基础。
2025-10-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron flow in circular graphene quantum dots
我们研究了电子在石墨烯中静电限定的圆形量子点中的传输。解决散射问题的平面狄拉克电子波，我们确定不同的散射制度取决于半径和潜力的点，以及电子能量。因此，我们的特别重点在于共振散射和临时电子捕获的点。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
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
Charge Sensing in Intrinsic Silicon Quantum Dots
我们报道了用硅单电子晶体管作为静电计在硅量子点上进行的电荷传感测量。这些器件是使用表面栅极在体硅中静电形成的。我们发现，作为一个额外的电子被添加到量子点，电荷感应上的SET约0.2 e。这些测量是在多电子状态下进行的，在这种情况下，我们可以计算出量子点上超过20个电荷的增加。
2010-02-11 cond-mat.mes-hall
Electron confinement in graphene with gate-defined quantum dots
我们从理论上分析了在圆形量子点阵列中静电限制电子的可能性，该量子点阵列通过顶栅施加在接触的石墨烯纳米带上。利用精确的数值技术，我们计算了一个单一的点的散射效率，并表明，对于小尺寸的散射体的横截面占主导地位的量子效应，共振散射导致一系列的准束缚点状态。通过计算量子点超晶格的电导和局域态密度，我们发现通过改变栅极电压可以很容易地调节这种石墨烯基纳米结构的共振载流子输运。
2016-04-20 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
Counting Statistics of Single Electron Transport in Bilayer Graphene Quantum Dots
我们通过电容耦合的相邻量子点的单电子隧穿实时检测来测量双层石墨烯中静电定义的量子点中电流波动的电报噪声。实验证明了可调谐石墨烯量子点中第二和第三累积量（与散粒噪声相关）的抑制。通过这种方法，我们证明了测量非常低的电流和噪声水平的能力。此外，我们用这种方法研究了第一自旋激发态，这是测量自旋弛豫的必要前提。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonic charge occupation in double dots
研究了两个静电耦合的无自旋单能级量子点的电子占据随栅电压的变化。虽然双点系统的总占用随栅极电压单调变化，我们预测，隧穿和库仑相互作用之间的竞争可以引起单个量子点的非单调填充。这种非单调性是一个签名的相关性质的多体波函数在减少希尔伯特空间的点。我们确定了两种机制，这种非单调的行为，这是与光谱权重和位置的变化，分别与个别量子点的激发光谱。提出了一个实验装置来测试这些预测。
2004-08-31 cond-mat.mes-hall
Gate control of a quantum dot single-electron spin in realistic confining potentials: anisotropy effects
在最近提出的下一代非基于电荷的逻辑中，有一种概念是可以捕获单个电子，并且可以通过施加栅极电势来操纵其自旋。在本文中，我们提出了在单电子器件中的这种自旋的数值模拟的现实（非对称）的限制势在二维静电约束量子点。使用分析和数值计算技术，我们表明，打破面内旋转对称性的限制电位导致一个显着的效果与施加的栅极电位的g-因子的可调性。特别地，各向异性将可调谐性的范围扩展到更大的量子点。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall
Shot noise of coupled semiconductor quantum dots
研究了两个静电耦合的半导体量子点态的低频散粒噪声特性。一个主方程的方法被用来分析的偏置电压的依赖性的Fano因子作为一个时间相关性的测量所造成的泡利的不相容原理和库仑相互作用的隧道电流。特别是，库仑相互作用的散粒噪声行为的影响进行了详细讨论，并预测未来的实验将给出。此外，我们提出了负微分电导的机制，并研究了相关的超泊松散粒噪声。
2003-03-03 cond-mat.mes-hall
Charge detection in gate-defined bilayer graphene quantum dots
我们报告了使用集成电荷检测器在双层石墨烯中静电定义的量子点设备中的电荷检测。该器件的制造没有任何蚀刻，并具有石墨背栅，从而产生高质量的量子点。电荷检测器基于在150 nm宽的栅极下方通过耗尽与第一量子点分离的第二量子点。我们发现，库仑共振的传感点是敏感的个别充电事件附近的量子点。由于单电子充电引起的电势变化导致通过电荷检测器的电流的阶跃状变化（高达77%）。此外，可以检测具有可调谐隧穿势垒的量子点和耦合量子点的充电状态。
2019-10-17 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
The three dimensionality of triple quantum dot stability diagrams
我们提出了完整的三维静电计算的三重量子点的稳定性图。稳定性图绘制出系统的有利电荷配置作为由于栅极电压引起的电势偏移的函数。对于三重点，只有三维可视化才能完全识别其所有组成部分。这些是最值得注意的所谓的四重点，其中四个电子构型是简并的，和量子元胞自动机（QCA）过程。这些特征在稳定性图中的确切位置现在被揭示出来了。通过与局域阳极氧化制备的双路径三重量子点的比较，研究了该模型对输运的影响。双路径设置允许研究点布置的影响。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall
Multistability and spin diffusion enhanced lifetimes in dynamic nuclear polarization in a double quantum dot
控制量子点中的核自旋对于探索量子点的多体动力学和开发量子点的量子信息处理前景至关重要。我们提出了一个独特的组合动态核自旋极化和电偶极子诱导自旋共振的静电定义的双量子点（DQD）暴露在两个芯片上的纳米磁体的强烈不均匀的领域。我们的实验提供了对核自旋极化分布的直接和无与伦比的访问，并使我们能够建立和表征多个固定点。此外，我们证明了极化的DQD环境的核自旋扩散显着稳定的DQD内的核自旋。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall
Automated tuning of inter-dot tunnel couplings in quantum dot arrays
在二维电子气中静电定义的半导体量子点阵列为量子信息处理和量子模拟提供了可扩展的平台。对于量子点阵列的操作，需要将适当的电压施加到限定量子点电势景观的栅电极。由于初始静电无序和电容串扰效应，调整栅极电压已被证明是一项耗时的任务。在这里，我们报告的栅极定义的半导体量子点的线性阵列中的点间隧道耦合的自动调谐。点间隧道耦合的调谐的自动化是更大的量子点阵列的可扩展和有效控制的下一步。这项工作大大减少了调谐半导体量子点用于量子信息处理和量子模拟的工作量。
2018-03-27 cond-mat.mes-hall
Split-gate point-contact for channelizing electron transport on MoS2/h-BN hybrid structures
二维半导体异质结构上静电定义的纳米级器件是各种量子电路的构建块。由于其原子级平坦的界面和固有的二维性质，范德瓦尔斯异质结构具有大规模均匀性，灵活性和便携性优于传统的体半导体异质结构。在这封信中，我们展示了一个分裂栅定义的点接触器件上的MoS 2/h-BN异质结构的操作，实现静电门控量子线路上的范德华半导体的第一步。我们的器件显示出通道化电子流的签名和完全关闭的运输类似于传统的点接触体半导体异质结构上定义的。我们探讨了背栅电压和漏源电压对夹断特性的影响，并在4K ~ 300 K的温度范围内通过改变背栅电压来调节夹断特性。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
Gate-defined coupled quantum dots in topological insulators
我们考虑静电耦合量子点在拓扑绝缘体，否则限制和磁纹理的差距。通过数值求解（2+1）Dirac方程的波包动力学，我们提取了耦合点的能谱作为偏置控制耦合和外部垂直磁场的函数。我们表明，隧道能可以控制在很大程度上由静电势垒。特别有趣的是通过克莱因隧穿通过共振价态的障碍的耦合。有效的三能级系统很好地映射到一个模型的哈密顿量，从中我们提取的克莱因耦合之间的限制传导和价点水平。当磁场足够大时，量子点中简并朗道能级的局域化增强，使得Klein隧穿被完全阻断。
2013-10-05 cond-mat.mes-hall
Observation of a Nanoscale Metallic Dot Self-Consistently Coupled to a Two-Level System
我们已经观察到一个50 nm的Bi点在库仑阻塞制度的异常输运性质。在一定的栅压范围内，低偏压下的库仑阻塞峰被抑制，高偏压下的电流出现明显的结构。我们建议的点的状态是确定自洽与附近的两个级别的系统（TLS），它是静电耦合的状态。当栅极电压被扫描时，基态在TLS的状态之间交替，导致在低偏压下跳过库仑阻塞峰。在固定的栅极电压和高偏置下，可以通过由TLS的动态切换连接的激发态的级联来发生输运。
1999-06-02 cond-mat.mes-hall
A fabrication guide for planar silicon quantum dot heterostructures
我们描述了在硅中创建自上而下制造的平面量子点的重要考虑，通常在文献中没有详细讨论。材料固有特性、界面和制造工艺之间的微妙相互作用在静电定义的量子点的形成中发挥着至关重要的作用。氧化、物理气相沉积和原子层沉积等工艺必须进行调整，以防止不必要的副作用，如缺陷、无序和去湿。在两个直接相关的手稿平行写，我们使用这项工作中描述的技术，以创建耗尽模式的量子点在本征硅，和低无序硅量子点定义与钯门。虽然我们讨论了三种不同的平面栅极结构，但一般原理也适用于0D和1D系统，例如自组装岛和纳米线。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Magnetometry of micro-magnets with electrostatically defined Hall bars
微磁体是利用单个自旋进行量子信息处理的关键部件，能够实现任意旋转和寻址。在这项工作中，亚微米尺寸的CoFe铁磁体的表征进行与霍尔酒吧静电定义在二维电子气。由于霍尔条交叉结中电子输运的弹道性质，在零外部磁场附近出现诸如淬灭霍尔效应的异常，从而阻碍了磁力计对小磁场的灵敏度。然而，它示出的扩散极限的灵敏度几乎可以完全恢复在低温下使用大电流密度在霍尔酒吧约10 A/m。克服了传统的蚀刻霍尔条的尺寸限制与静电门控，使测量的磁化曲线的440 nm宽的微磁铁与信噪比超过10^3。此外，由微磁体产生的杂散磁场的不均匀性使用霍尔条的敏感区域的栅极电压依赖的宽度直接测量。
2015-12-07 cond-mat.mes-hall
Tuning confined states and valley g-factors by quantum dot design in bilayer graphene
本研究针对双层石墨烯量子点受限态调控需求，通过大规模数值模拟分析多类栅极可调参数的影响，明确态性质与参数依赖关系，证实可通过量子点设计高效调控受限态与谷g因子，为其在量子技术中的应用提供支撑。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall
Pulsed-gate spectroscopy of single-electron spin states in bilayer graphene quantum dots
石墨烯和双层石墨烯量子点是具有长相干时间的自旋量子位的有希望的宿主。虽然最近的技术改进使得在双层石墨烯量子点中静电限制单电子成为可能，并且已经详细研究了它们的自旋和单粒子谱的谷纹理，但是它们的弛豫动力学仍然未被探索。在这里，我们报告通过高频门控单电子双层石墨烯量子点的传输。通过单电子自旋态的瞬态电流谱，我们得到了自旋弛豫时间的下限为0.5~$μ$ s。这一结果代表了石墨烯量子点中自旋相干时间的研究和自旋量子比特的实现的重要一步。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Double quantum dots defined in bilayer graphene
在原子紧束缚和低能连续近似下，研究了双层石墨烯中双量子点的人工分子态。我们指出，扩展的电子波函数在两个石墨烯层的每个子晶格上具有相反的宇称，并且基态波函数分量随着点间距离从成键到反键变化。在弱耦合极限中--与静电定义的量子点最相关--点间耦合的特征包括--对于双电子基态--形成具有由交换能量分裂的对称或反对称空间波函数的状态。在光谱的高能量部分，发现两个电子处于同一点的状态，其能级分裂对应于电子对从一个点到另一个点的同时隧穿。
2017-06-26 cond-mat.mes-hall
The Addition Spectrum of a Lateral Dot from Coulomb and Spin Blockade Spectroscopy
传输测量是在高迁移率二维电子气（2DEG）内一类静电定义的横向点上进行的。新的设计允许库仑阻塞（CB）测量在包含0、1到超过50个电子的单个横向点上进行。CB测量增强的自旋极化注入从和进入2DEG磁边缘状态。这通过自旋阻断光谱将电荷的测量与自旋的测量相结合。前45个电子的库仑谱和自旋封锁谱的结果使我们能够构建横向器件的附加谱。我们还表明，一个横向点包含一个单一的电子是一个有效的本地探针的2DEG边缘。
2000-04-19 cond-mat.mes-hall
Loading a quantum-dot based "Qubyte" register
静电定义的量子点阵列为量子计算和模拟提供了一个引人注目的平台。然而，当超出少数量子点时，用现有技术调整这样的阵列变得不切实际。在这里，我们提出了一种方法，用于系统地将量子点添加到阵列中，一次一个点，以这种方式，先前形成的点上的电子数量不受影响。该方法允许单独控制每个点上的电子数量以及点间隧道速率。我们使用这种技术来调整八个GaAs量子点的线性阵列，使它们每个都被一个电子占据。这种新方法克服了基于量子点的量子位寄存器按比例放大的关键瓶颈。
2019-01-02 cond-mat.mes-hall
Resonant scattering in graphene with a gate-defined chaotic quantum dot
我们研究了未掺杂的石墨烯片与两个金属接触和静电门控岛（量子点）之间的接触的电导。我们的分析是基于矩阵格林函数形式主义，最近由Titov { \em et al.} [物理学]修订版本\ Lett. { \bf 104}，076802（2010）]。我们发现一个体育场形的点（具有混沌的经典动力学）和一个圆盘形的点（具有可积的经典动力学）的限制，点的大小是小的接触之间的距离的情况下之间的显着差异。特别地，对于体育场形的点的两端电导示出了作为栅极电压的函数的法诺共振，其仅在完全分离的共振的限制下交叉到Breit-Wigner共振，而对于盘形的点，由更高的角动量产生的尖锐的Breit-Wigner共振始终存在。
2011-10-04 cond-mat.mes-hall
Single-electron double quantum dots in bilayer graphene
我们提出了通过静电定义的双层石墨烯双量子点在单电子制度的运输测量。在一个背栅、两个分裂栅和两个指栅的帮助下，我们能够独立地控制两个栅限定的量子点上的载流子的数量在0和5之间。该器件的高可调谐性满足了使这种器件成为自旋量子比特的合适构建块的要求。在单电子区，我们确定了2~GHz量级的点间隧道速率。点间隧道耦合以及电容性点间耦合都随着点占据而增加，导致向单个量子点的转变。有限偏置磁谱测量允许解决的激发态的双量子点中的第一个电子的光谱，与自旋和谷守恒的点间隧穿过程。
2019-12-24 cond-mat.mes-hall
Transport through a strongly coupled graphene quantum dot in perpendicular magnetic field
我们测量了强耦合石墨烯量子点在垂直磁场中的输运。该器件由蚀刻的单层石墨烯薄片组成，具有将140 nm直径的岛与源极和漏极石墨烯接触分开的两个狭窄收缩部。横向石墨烯栅极用于静电调谐器件。库仑共振的测量，包括收缩共振和库仑金刚石证明了石墨烯量子点的功能性，其充电能量约为4.5 meV。我们展示了库仑共振作为垂直磁场的函数的演化，这提供了石墨烯特定的第0朗道能级的形成的迹象。最后，我们证明了叠加在量子点能谱上的复杂图案是由于随着磁场的增加而形成额外的局域态。
2011-05-02 cond-mat.mes-hall
Spin filling of a quantum dot derived from excited-state spectroscopy
利用激发态谱研究了强磁场中半导体量子点的自旋填充。场的方向是在二维电子气的平面上，其中点是静电定义的。通过结合塞曼分裂的观察和我们对电子绝对数量的了解，我们能够确定占据点的1到5个电子的基态自旋构型。对于四个电子，我们发现一个总自旋S=1的基态自旋组态，符合Hund第一规则。观察到电子g因子与磁场和电子数无关。
2005-05-19 cond-mat.mes-hall
Spin and valley manipulation in single and double electrostatic silicene quantum dots
我们研究了单量子点和双量子点定义静电在硅烯。的自旋谷结构的限制单和双电子系统的确定和谷间散射引起的晶体边缘和库仑相互作用的影响进行了量化。在单电子和双电子扩展轨道的空间对称性的背景下讨论了双量子系统中的态。我们确定了由微波频率的交替电场引起的电荷、自旋和谷跃迁时间。谷过渡时间可以通过限制势控制几个数量级。此外，自旋跃迁率可以通过Rashba相互作用介导的成键和反键轨道的耦合而提高几个数量级。
2018-06-26 cond-mat.mes-hall
Molecular states in a one-electron double quantum dot
研究了GaAs/AlGaAs异质结中强隧穿耦合单电子双量子点的输运谱。在有限的源漏电压下，我们证明了明确的识别的对称基态和反对称的激发态的双阱电位的差分电导测量的手段。垂直于二维电子气的相当大的磁场减小了电子波函数的范围，从而减小了隧道耦合。一个垂直的磁场也调制了每个点的轨道激发能。通过另外调节双阱势的不对称性，我们可以使量子点之一的激发态和另一个量子点的基态的化学势对准。这导致了第二个反交叉，其隧道分裂比涉及两个电子基态的反交叉大得多。
2005-07-05 cond-mat.mes-hall
Density of states as a probe of electrostatic confinement in graphene
我们从理论上分析了在金属栅的帮助下，限制电子在单层石墨烯中的可能性，通过评估这种栅极定义的量子点在环形金属接触的存在下的态密度。在栅极限定的具有有限载流子密度的"量子点"中静电限制电子的可能性，被未掺杂的石墨烯片包围，强烈地依赖于量子点中电子动力学的可积分性。与目前的计算，我们可以定量地比较禁闭在点与可积和混沌动力学，并验证预测的Berry相位与赝自旋导致部分禁闭的情况下，预计没有禁闭，根据依赖于经典动力学的参数只。
2014-04-08 cond-mat.mes-hall
Spin-valley coupling in single-electron bilayer graphene quantum dots
了解电子自旋如何与轨道自由度耦合，例如固态系统中的谷自由度，对于基于自旋的电子学和量子计算中的应用至关重要。在带隙双层石墨烯（BLG）中制备静电约束量子点的最新进展使得能够研究BLG量子点中的低能单电子光谱，这对于潜在的自旋和自旋谷量子比特操作至关重要。在这里，我们提出了在单电子制度的双层石墨烯量子点的自旋谷耦合的观察。通过使用高度可调谐的双量子点器件，我们实现了能量分辨率，使我们能够解决提升的四重自旋和谷简并由$\approx 65~μ$ eV的Kane-Mele型自旋轨道耦合。此外，我们发现一个潜在的无序诱导的$K$和$K'$状态低于$20~μ$ eV的混合的上限。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall
Excited states in bilayer graphene quantum dots
我们报告了在平行和垂直的外加磁场中通过静电定义的双层石墨烯中的少孔量子点的基态和激发态输运。通过分析包含自旋和谷自由度的两粒子模型的有限偏置谱数据，发现了一个非常清晰的两粒子谱的能级方案。我们确定了双空穴基态是自旋三重态和谷单重态。这种自旋排列可以被看作是谷简并系统的洪德规则，这与碳纳米管中的量子点和GaAs基量子点有着根本的不同。自旋单重态激发态被发现是谷-三重态通过倾斜的磁场相对于样品平面。我们量化的交换能量为0.35毫电子伏，并测量谷和自旋g因子分别为36和2。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall
