Single-electron occupation in quantum dot arrays at selectable plunger gate voltage
针对半导体量子比特因尺寸小而对环境敏感、需定制栅极电压限制单电荷从而影响扩展性的问题,提出仅通过临时施加应力电压来调谐并均等化栅极电压的方法,在双量子点和2×2四重量子点中实现了预定电压下的稳定单电子占据,为推进量子硬件放宽了控制要求。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polaronic Entanglement of Quantum dot Molecule in a voltage-controlled junction
研究了在偏压驱动场作用下,振动声子模对量子点分子纠缠的影响。分子量子点系统可以通过悬浮碳纳米管中间的耦合量子点来实现。该系统可用Anderson-Holstein模型描述,也可用马尔可夫体系中的极化子主方程分析。在存在电子-声子相互作用的情况下,我们研究了纠缠度随偏压和温度的变化。尽管纠缠退化,因为声子退相干,我们采用了一个非对称耦合协议,以保持在一个显着的水平纠缠,我们还应用了容易的可调偏置电压驱动工程的行为。在纠缠动力学中,我们证明了热纠缠退化和再生的现象,通过温度的增加。在这个过程中,声子退相干的强度对热纠缠的恢复有很大的影响。使得声子耦合量越高,发生越强的回复。在外加随时间变化的偏置电压下,纠缠演化随时间呈现周期性的恢复,随着偏置电压的升高,纠缠演化逐渐减小并稳定增长,最终达到相当大的平坦态.
2020-01-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Individually tunable Si/SiGe quantum dot operating voltages via gate-biased illumination
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);School of Physics, University of New South Wales(新南威尔士大学物理学院)
提出一种利用近红外光照和栅极电压控制氧化物-半导体界面电荷分布的方法,实现Si/SiGe量子点器件各栅极工作电压的独立、可重复调节,并保持电荷噪声不变。
2026-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Combined atomic force microscope and electron-beam lithography used for the fabrication of variable-coupling quantum dots
我们结合了直接纳米纤维的局部阳极氧化与传统的电子束光刻,以产生一个平行的双量子点的GaAs/AlGaAs异质结构的基础上。两种纳米光刻方法的组合允许在同一器件上制造鲁棒的面内栅极和Cr/Au顶部栅极电极,以实现最佳可控性。这说明了在我们的设备中的点间耦合的可调谐性。我们详细描述了我们的制造和对准方案,并证明了在低温传输测量的可调谐性。
2003-07-30 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Negative Index in Vertically Coupled Quantum Dot Systems
我们证明了在自组织InAs量子点系统中可以获得电压控制的负折射率。随着偏置电压的变化,折射率可以在-7到7之间连续调节和控制。同时,系统中的光吸收将非常小。单负折射率材料和双负折射率材料可以在不同的偏置电压下实现。
2008-11-06 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Berry Phases in Two Coupled Quantum Dots
从理论上研究了两个垂直耦合InGaAs/GaAs量子点中的压控Berry相。研究发现,只要简单地改变外加电压,Berry相位就可以从0到2 $π$(或从2 $π$到0)急剧变化。在实际条件下,当隧道效应通过偏压从$0.8eV$变为$0.9eV$时,Berry相位发生了明显的变化,这种变化可以在干涉实验中检测到。该方案有望用于在电压控制的非对称双量子点中构造基于几何相位的量子计算。
2008-01-25 cond-mat.mes-hall
Highly tunable 2D silicon quantum dot array with coupling beyond nearest neighbors
研究提出一种平面硅中高度可控且互连的二维量子点阵列,实现了对电子填充及最近邻和次近邻隧道耦合的独立与宽范围调节,为硅量子点阵列应用于量子计算和模拟开辟了可能。
2024-09-15 cond-mat.mes-hall
Electrical control of uniformity in quantum dot devices
本文提出利用栅极电压迟滞偏移对量子点器件进行电学均匀化调控,在四量子点线性阵列中将夹断电压离散度降低一个数量级,为可扩展自旋量子比特阵列的实现提供新工具。
2022-11-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate tunability of stray-field-induced electron spin precession in a GaAs/InGaAs quantum well below an interdigitated magnetized Fe grating
利用时间分辨法拉第旋转测量了GaAs/InGaAs量子阱中磁化铁栅下的相干电子自旋进动。我们表明,电子自旋进动频率可以通过施加相反极性的栅极电压相邻的酒吧修改。已观察到0.5 GHz/V的进动频率的可调谐性。用千兆赫频率调制栅极电位可以在纳秒时间尺度上控制电子自旋进动。
2006-12-21 cond-mat.mes-hall
Strong electrically tunable exciton g-factors in an individual quantum dots due to hole orbital angular momentum quenching
强的电可调激子g-因子中观察到的个人(Ga)InAs自组装量子点和微观起源的效果进行了解释。现实的八带k.p模拟定量地解释了我们的观察,同时再现激子跃迁能量,DC斯塔克位移,抗磁位移和g因子可调性模型点与测量的大小和一个相对较低的In-组成的x(In)~35%附近的点顶点。我们发现,所观察到的g-因子的可调性是由空穴,电子贡献只有微弱。示出的电场引起的扰动的空穴波函数的影响后,g-因子通过轨道角动量淬火,在:Ga的包络函数内的组合物的变化只起很小的作用。我们的研究结果提供了设计规则生长自组装量子点的电自旋操纵通过电g因子调制。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
The influence of anisotropic gate potentials on the phonon induced spin-flip rate in GaAs quantum dots
研究了各向异性轨道效应对量子点中声子诱导自旋翻转速率的电场可调性的影响。我们的研究表明,各向异性的栅极电位提高自旋翻转率,并降低了水平交叉点,以一个较低的量子点半径,由于抑制土地$\acute{e}$ g-因子向体晶体。在$10^4-10^6$ V/cm的范围内,声子诱导自旋翻转速率的电场可调谐性可以通过强的Dresselhaus自旋轨道耦合来操纵。这些结果可能有助于自旋为基础的固态量子计算机的发展,通过操纵声子诱导自旋翻转率通过自旋轨道耦合与各向异性的栅极电位的应用在一个制度中的g因子改变其符号。
2012-01-14 cond-mat.mes-hall
Tuning the onset voltage of resonant tunneling through InAs quantum dots by growth parameters
我们研究了镶嵌在共振隧穿二极管中的自组装InAs量子点的基态能量与尺寸的关系。在电流-电压特性中观察到的个别电流阶跃归因于经由个别InAs量子点的基态的共振单电子隧穿。所观察到的第一步的起始电压被示出系统地从200 mV降低到0,随着InAs覆盖率的增加。我们与此相关的覆盖范围依赖的尺寸生长在AlAs上的InAs点。原子力显微照片和参考样品的光致发光实验证实了这一结果。
2002-10-17 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled transmission in a dielectric slab doped with the quantum dot molecules
研究了电磁脉冲通过掺杂量子点分子的介质平板的透射和反射。结果表明,透射和反射脉冲依赖于点间隧穿效应,并可以通过施加栅极电压来控制。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Efficient orthogonal control of tunnel couplings in a quantum dot array
半导体量子点阵列是一种新型的量子计算和量子模拟的平台。然而,栅电压对点电位的串扰和点间隧道耦合使器件参数的调谐复杂化。迄今为止,对点电位的串扰通常使用所谓的虚拟栅极来有效地补偿,虚拟栅极是物理栅极电压的特定线性组合。然而,由于隧道耦合对栅极电压的指数依赖性,对隧道势垒的串扰目前通过缓慢的迭代过程来补偿。在这项工作中,我们表明,隧道势垒上的串扰可以有效地表征和补偿,使用的事实是,相同的指数依赖适用于所有的门。我们演示了四重量子点阵列中的串扰的有效校准,并定义了一组虚拟势垒门,我们显示所有点间隧道耦合的正交控制。我们的方法标志着大规模量子点阵列的调谐过程的可扩展性向前迈出了关键一步。
2020-01-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
半导体量子点(QD)被认为是广泛的先进和新兴技术的主要单元,包括电子学、光电子学、光电子学和生物传感应用以及基于q比特的量子信息处理领域。这种量子点适合于几种新的器件应用,因为它们具有独特的性质,即限制载流子三维地产生离散的量子态。然而,在实践中实现这样的量子点表现出严重的挑战,关于其在阵列中的制造具有所需的可扩展性和可重复性以及在室温下对量子态的控制。在这种情况下,目前的工作报告的高度缩放的Ge纳米线(半径~25 nm)的垂直金属氧化物半导体器件,可以在室温下作为电压可调量子点的阵列的制造。这种纳米线中的电子在径向方向上经历几何限制,然而,它们可以通过调节所施加的偏压而被轴向限制,以便操纵量子态。这种电子的量子限制已经从在相对低的频率(200 kHz)下的室温电容-电压(C-V)特性中的阶跃状响应中得到证实。已经观察到每个这样的步骤包括占据~6个电子电荷的量化态的卷积。这种载流子限制的细节进行了分析,在目前的工作中,通过理论建模的非平衡格林函数(NEGF)形式主义的基础上的设备的输运特性。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonance fluorescence revival in a voltage-controlled semiconductor quantum dot
我们展示了系统的共振荧光恢复与近单位的发射效率在单个量子点嵌入在一个波导几何形状的电荷可调设备。量子点电荷状态由栅极电压控制,通过载流子从靠近的费米海隧穿,稳定共振光生电子-空穴对。电场抵消了从附近的陷阱向量子点的充电/放电机制,这是通常观察到的共振荧光抑制的原因。傅里叶变换光谱作为所施加的电压的函数示出了强烈的增加的相干时间,虽然没有达到辐射极限。这些电荷控制量子点充当准完美确定性单光子发射器,其中一个激光脉冲转换成一个发射的单光子。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall
Voltage controlled exchange energies of a two electron silicon double quantum dot with and without charge defects in the dielectric
量子点是用于多种目的的人造原子。电荷缺陷通常存在,并且可以显著地干扰所设计的能谱和点的目的。硅双量子点(DQD)中的电压控制交换能代表了对电荷位置非常敏感的系统,并且是量子计算的感兴趣的。我们利用紧束缚单粒子波函数的全组态相互作用计算了硅双量子点系统的能谱。这种方法允许我们分析DQD的原子尺度电荷扰动,同时考虑硅的复杂动量空间物理的细节(即,谷和谷轨道物理学)。我们分析了DQD的能级和交换曲线如何受到附近电荷缺陷的影响,这些电荷缺陷位于相对于点的不同位置,这与金属氧化物半导体系统中预期的缺陷一致。
2011-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
An exactly solvable model for a strongly spin-orbit-coupled nanowire quantum dot
在存在自旋轨道耦合的情况下,半导体材料的量子模型通常不是精确可解的。因此,对这些系统中强自旋轨道耦合效应的理解仍然很差。本文发展了一种解析方法来求解强自旋-轨道耦合和磁场作用下的一维硬壁量子点问题,得到了单电子的本征能和本征态的精确解,并利用该精确解证明了半导体量子点中强自旋-轨道耦合的一些独特效应,特别是电子g因子的各向异性及其可调谐性。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Steady-State Tunable Entanglement Thermal Machine Using Quantum Dots
我们提出了一种基于量子点的固态热机来产生远距离自旋之间的稳态纠缠。与以前的方法不同,我们的系统是由实验可行的稳态电流控制的直流电压。通过分析作为控制参数的函数的Liouvillian本征谱,我们表明,我们的设备工作在一个大的电压区域。作为一种扩展,所提出的设备也可以作为一个纠缠热机下的温度梯度,甚至可以引起纠缠在零电压偏置。最后,我们强调了一个后选择计划的基础上,目前可行的非拆除测量技术,可以产生完美的贝尔对从我们的热机器的稳态输出。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Valley Phase and Voltage Control of Coherent Manipulation in Si Quantum Dots
在间接带隙半导体点的界面处的任何粗糙度下,谷轨道耦合的相位可以呈现随机值。在双量子点中,这个随机值导致交换分裂的大变化。我们展示了一个简单的分析方法来计算相位,从而交换分裂和单三重态量子比特频率,为任意接口。然后,我们表明,横向控制的量子点的位置,使用栅极电压,谷轨道相位可以控制在很宽的范围内,使交换分裂的变化可以控制为个别设备。最后,我们建议实验来测量谷相位和伴随的栅极电压控制。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall
Large voltage-tunable spin valve based on a double quantum dot
研究了基于双量子点的自旋阀的自旋相关输运性质。假设每个量子点与其自身的铁磁铅强耦合,而量子点之间的耦合相对较弱。通过系统的电流是在点之间的跳跃微扰理论内确定的,而量子点-铁磁铅子系统的光谱是通过数值重整化群方法确定的。铁磁体和量子点之间自旋相关的电荷涨落产生了一个有效的交换场,使双量子点能级分裂。对于每个量子点,可以通过栅极电压或通过改变外部引线的磁配置来单独地控制这样的场。我们证明,所考虑的双量子点自旋阀设置具有增强的磁阻特性,包括正常和反向隧道磁阻。我们还表明,该系统允许产生高自旋极化电流,这可以通过纯电气手段控制。所考虑的双量子点与铁磁接触,因此可以作为一个有效的电压可调的自旋阀,其特征在于高输出参数。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall
Tunable photonic cavity coupled to a voltage-biased double quantum dot system: Diagrammatic NEGF approach
采用Keldysh非平衡格林函数方法,研究了具有任意强点-铅耦合和类Holstein光-物质相互作用的双量子点微波光子谐振腔的增益.我们计算了腔的非平衡性质:它的传输,相位响应,平均光子数,功率谱和谱函数。我们表明,这些混合轻物质系统的精心设计,可以实现一个显着的放大的光信号与电压偏置的电子系统作为增益介质。我们还研究了整个设备的稳态电流,确定弹性和非弹性隧穿过程,其中涉及腔模式。我们的研究结果显示了如何利用量子电子学的最新进展来构建混合光物质系统,该系统表现为单原子放大器和光子源设备。图解Keldysh方法主要讨论了腔耦合双量子点架构,但它是可推广到其他混合光物质系统。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Large quantum dot energy level shifts in anomalous photon-assisted tunneling
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);Netherlands Organisation for Applied Scientific Research(荷兰应用科学研究组织)
研究发现量子点轨道能级分裂对顶部栅极电压有显著依赖性,导致异常光子辅助隧道测量,通过模型验证了线性栅极电压依赖性。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-voltage response of a one-dimensional ballistic spin valve without spin-orbit interaction
我们发现,工程隧道势垒形成在一个一维的自旋阀的接口提供了一个可行的路径,以一个强大的栅极电压可调的磁阻效应。特别是,我们从理论上研究了碳纳米管(CNT)自旋阀的CNT接触界面对器件性能的影响。重点是强度和自旋选择性的隧道势垒,模拟为Dirac-Delta电位。散射矩阵方法被用来推导出的透射系数,产生隧道磁阻(TMR)。当入射电子的能量与势垒的势能相匹配时,在没有自旋轨道耦合的情况下,我们发现了一个强的非平凡的TMR栅电压响应。推导了TMR在各种极限情况下的解析表达式。这些是用来解释以前的实验结果,但也预测参数的设备优化的尺寸和可调性的TMR效应在弹道输运制度。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Scalable qubit architecture based on holes in quantum dot molecules
量子点中的自旋是可以通过光脉冲相干控制的固态量子比特的主要候选者。然而,开发基于量子点自旋的可扩展多位信息处理设备存在许多挑战,包括量子点能级的自然不均匀分布,创建与无损读出兼容的全光学自旋操纵协议的困难,以及大量的电子-核超精细相互作用诱导的退相干。在这里,我们提出了一个可扩展的量子位的设计和设备架构的基础上,限制在一个量子点分子中的单个空穴的自旋状态。量子点分子量子比特实现了具有显著增强的波长可调谐性的光学相干控制的新策略。空穴自旋的使用允许通过超精细相互作用抑制退相干,并且使得能够使用由空穴自旋混合的光学激发态介导的拉曼跃迁进行相干自旋旋转。因为自旋混合仅存在于光学激发态中,所以在限定量子位的基态中,退相和退相干被强烈抑制,并且无损读出是可能的。我们提出了量子位和设备的设计和分析的波长可调谐性和保真度的门操作,可以使用这种策略来实现。然后,我们目前的实验和理论进展,实现这种设计。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Theory of multi-dimensional quantum capacitance and its application to spin and charge discrimination in quantum-dot arrays
本文提出多维度量子电容矩阵理论,将量子电容测量推广到多栅极电压情形,并以Hubbard模型量子点阵列为例,实现了对不同粒子数和总自旋量子态的优化区分。
2023-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic and extrinsic tunability of Rashba spin-orbit coupled emergent inductors
提出的螺旋磁体的涌现感应[Jpn. J. Appl. Phys. 58,120909(2019)]和最近证明的[Nature 586,232(2020)]被证明通过全面处理Rashba自旋轨道耦合和电子自旋弛豫来进一步扩展,这些耦合和弛豫影响自旋转移力矩和自旋动力的基本过程。在绝热近似下,我们发现,输出电压的广泛改变,通过Rashba效应的内在,而通过非绝热修正由于自旋弛豫和样品无序的extraperitance。研究结果分别阐明了通过电选通和仔细的样品制备可调谐的涌现电感的幅度调制和符号变化的起源。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall
Thermometry based on Coulomb-coupled quantum dots
库仑耦合量子点可以用作量子探针来确定样品的温度(即,电子储液器)。通过调节温度计中的正负偏压,可以判断样品在测量环境中的温度是否高于或低于参考热源的温度,并利用可逆条件下特别简单的温度-偏压关系确定样品的精确温度。温度计的一个突出特点是,当样品处于低温时,微小的温度变化会导致较大的偏压变化。这意味着所提出的温度计在测量低温样品时具有高灵敏度。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of Spin Entanglement in Nonequilibrium Quantum Dots
我们提出了在两个库仑排斥弱耦合到联合电子库的量子点系统中产生空间分离的自旋纠缠的方案。一个增强的概率形成的自旋纠缠被发现在非平衡的情况下,每个点上有一个额外的电子,无论是在瞬态后的栅极电压的快速变化,或在稳定状态与施加的偏置电压。在这两种情况下,都产生了自旋单重态保真度超过1/2的所谓维尔纳态,这表明纠缠。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dipolariton formation in quantum dot molecules strongly coupled to optical resonators
本文研究了双量子点与微腔的共振隧穿过程。确定了点间隧穿效应对光-物质杂化态的影响,并证明了它们的亮度和相应的偶极矩的可调谐性。这些结果预测偶极化激元产生的人工分子耦合到光学谐振腔,并提供了一个有前途的方案,控制的发射效率和激子极化激元的相干时间。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spin polarized transport driven by square voltage pulses in a quantum dot system
计算了方波偏压下量子点与铁磁导线耦合时的电流、自旋电流和隧道磁电阻。我们的结果是通过含时非平衡格林函数得到的。平行和反平行引线磁化对准都被考虑。主要发现包括自旋累积和自旋电流的波,其可以随着时间的推移而改变符号,TMR信号中的尖峰和TMR符号由于发射极引线中从正向电流到反向电流的超快切换而改变。
2008-06-25 cond-mat.mes-hall
Theoretical investigation of the dynamic electronic response of a quantum dot driven by time-dependent voltage
我们提出了一个全面的理论研究的动态电子响应的非相互作用的量子点系统的各种形式的时间相关的电压施加到单接触引线。通过实施最近开发的运动形式主义的分层方程[J. Chem. Phys. 128,234703(2008)]来进行数值模拟,该运动形式主义在存在任意时间依赖的施加化学势的情况下对于与巨正则费米子库相互作用的费米子系统是形式上精确的。分析了瞬态传输电流在线性和非线性两种响应状态下的动力学特性,并讨论了耦合点-引线系统的等效经典电路。
2008-07-22 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Optics of a Quantum Dot
我们展示了一个单一的半导体量子点的光学性质可以控制一个小的直流电压施加到栅极电极。我们发现中性激子的透射谱有两条窄线,线宽为$\sim 2$ $μ$ eV。分裂成两个线性偏振分量通过激子内的交换相互作用而产生。交换作用可以通过选择一个栅极电压来关闭,此时点被一个额外的电子占据。饱和光谱表明中性激子表现为一个二能级系统。我们的实验表明,操纵该系统中激子量子态的剩余问题是$μ$ eV能量尺度上的光谱波动。
2004-11-25 cond-mat.mes-hall
Gate voltage dependence of noise distribution in radio-frequency reflectometry in gallium arsenide quantum dots
我们研究了砷化镓量子点在高速射频反射测量中读出噪声与栅电压的关系。来自实时测量的快速傅里叶变换频谱反映了内置器件噪声和包括谐振器和放大器的电路噪声。通过模型分析分离出了它们的噪声谱分量。的闪烁噪声的栅极电压依赖性的细节进行了研究和比较的电荷传感器的灵敏度。我们指出,读出噪声的主要成分的测量积分时间的变化。
2021-01-12 cond-mat.mes-hall
Coupled Landau-Zener-Stuckelberg Quantum Dot Interferometers
我们研究了三重量子点链中的长程输运和直接光子辅助输运之间的相互作用,其中局部交流电压被施加到外部量子点。我们提出了两个交流电压之间的相位差作为一个外部参数,它可以很容易地调整,以操纵电流特性。对于反相的栅极电压,我们发现量子相消干涉类似于在闭环未驱动的三重点的干扰。当电压同相振荡时,多个路径之间的干涉引起暗态。这些完全抵消了电流,并且可以通过实验解决。
2016-03-07 cond-mat.mes-hall
Shot Noise through a Quantum Dot in the Kondo Regime
通过量子点的电流中的散粒噪声被计算为从高电压、库仑阻塞制度到低电压、近藤制度的电压的函数。使用几种互补的方法,它示出的零频率散粒噪声(缩放的电压)表现出非单调依赖于电压,与近藤温度附近的峰值。除了给一个很好的估计的近藤温度,它表明,散粒噪声产生额外的信息,电子相关性的影响,在近藤制度的状态的局部密度,在传统的运输测量无法访问。
2001-11-15 cond-mat.mes-hall
Steps on current-voltage characteristics of a silicon quantum dot covered by natural oxide
考虑硅量子点被自然氧化物覆盖形成的双势垒结构,得到了两个金属端的阶跃型伏安曲线的简单条件。由于标准的化学性质,位于点的某个域中的掺杂磷原子形成几何上平行的电流通道。电流阶跃的高度通常等于(1.2 pA)N,其中N= 0,1,2,3.是畴内掺杂原子的数量,并且仅可忽略地取决于掺杂剂的实际位置。所发现的条件是可行的,在实验可用的结构。
2002-10-28 cond-mat.mes-hall
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
Voltage-Selective Bi-directional Polarization and Coherent Rotation of Nuclear Spins in Quantum Dots
我们提出并证明了GaAs双量子点中主晶格的核自旋可以在两个相反方向中的任何一个方向上被强极化,即平行于或反平行于外磁场。通过调整器件的直流源极-漏极电压,可以简单地选择方向。这种核极化通过在泡利自旋封锁状态下重复控制的电子-核自旋散射来表现。极化核也可通过核磁共振(NMR)进行相干控制。这项工作证实了量子点中的核自旋确实是长寿命的量子态,其相干时间高达1 ms,并且可能是用于量子信息处理的有前途的资源,例如用于电子自旋量子比特的量子存储器。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Gate voltage effects in capacitively coupled quantum dots
我们研究了两个对称的电容耦合量子点的系统,每个量子点耦合到自己的金属铅,专注于它的演变作为施加到每个点的栅极电压的函数。利用数值重整化群和Poor man标度技术,我们发现该模型的低能Kondo标度随栅电压显著变化,当自旋自由度和赝自旋自由度占主导时,Kondo标度呈指数小;但是当栅极电压被调谐到接近低能电荷波动也进入的库仑阻塞阶梯的边缘时增加到大得多的值,从而导致在能量/温度标度上的相关电子物理学更易于实验。这一范围的行为也表现出强烈的单粒子动力学和电子输运通过每个点。
2006-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transition between Quantum States in a Parallel-Coupled Double-Quantum-Dot
双量子点中强的电子和自旋关联可以产生不同的量子态。我们观察到一个连续的过渡,从一个Kondo状态表现出单峰Kondo共振到另一个表现出双峰通过增加点间耦合(t)在平行耦合DQD。到双峰态的转变为每个点上的过剩电子之间的自旋纠缠提供了证据。朝向过渡,峰分裂合并并且由于强库仑效应而变得显著小于t。我们的设备可调谐性预示着未来的量子计算应用。
2003-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Voltage-tunable ferromagnetism in semimagnetic quantum dots with few particles: magnetic polarons and electrical capacitance
具有少量载流子的磁性半导体量子点代表了一个有趣的模型系统,其中铁磁相互作用可以通过电压来调节。通过设计掺杂量子点的几何形状,可以定制磁极化子的各向异性量子态。带孔盘状量子点中磁极化子态的强各向异性来自于价带的自旋分裂。量子点的结合能和自发磁化强度随粒子数的变化而振荡,反映了壳层结构。由于库仑相互作用,当量子点中空穴的总自旋最大时,磁极化子的最大结合能和自旋极化发生在洪德规则的范围内。随着量子点中粒子数量的增加以及对于某些轨道配置,铁磁状态变得特别稳定或者可能具有对称性破缺。在具有强铁磁相互作用的量子点中,基态可以随着温度的升高或交换相互作用的降低而经历从磁性到磁性的转变。磁极化子的特征温度和涨落依赖于壳层的结合能和简并度。少粒子磁性量子点的电容谱揭示了极化子态的形成。
2005-08-07 cond-mat.mes-hall
Spin Blockade in Capacitively Coupled Quantum Dots
我们目前的输运测量相结合的局部阳极氧化和电子束光刻产生的横向双点。我们调查我们的设备的可调谐性,并证明,我们可以在电容和隧道耦合之间切换。在电容耦合区,我们观察到了磁场中的自旋阻塞现象,并分析了电容点间耦合对这种效应的影响。
2003-10-20 cond-mat.mes-hall
Assessing the potential of Ge/SiGe quantum dots as hosts for singlet-triplet qubits
我们研究了Ge/SiGe异质结构中的双量子点,并测试了它们对单重态-三重态($S-T_0$)量子比特的成熟度。我们展示了大范围的可调谐性,从两个单量子点到一个双量子点。我们测量了泡利自旋阻滞并研究了$g$因子的各向异性。我们使用相邻的量子点来感测感兴趣的双量子点中的电荷跃迁。总之,Ge/SiGe拥有构建单重态-三重态量子比特所需的所有成分。
2019-10-13 cond-mat.mes-hall
Effects of n-type doping in InAs/GaAs quantum dot layer on current-voltage characteristic of intermediate band solar cells
研究了InAs/GaAs量子点中间带太阳电池(QD IBSC)在不同n型掺杂浓度下的电流-电压特性。n型掺杂显著提高了开路电压,同时降低了短路电流密度,使电池的转换效率接近对照太阳能电池,即n型掺杂的主要作用是抑制了量子点对电池电流-电压特性的影响。我们的模型采用实际的参数进行模拟,而不是那些从详细的平衡方法,所以在我们的模拟结果不会高估。
2013-03-10 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Time-dependent DMRG Study on Quantum Dot under a Finite Bias Voltage
利用自适应含时密度矩阵重整化群(TdDMRG)方法研究了零温下有限偏压下量子点的共振隧穿.量子点的模型采用Anderson哈密顿量和一维最近邻紧束缚引线。首先用通常的DMRG方法计算基态波函数。然后利用TdDMRG技术计算了由于两个引线之间的缓慢变化的偏置电压引起的波函数的时间演化。即使系统规模是有限的,电流算子的期望值在有限的时间间隔内也表现出类定态的行为,在该时间间隔内,系统被期望类似于无限长系统的真实非平衡稳态.我们表明,从时间间隔,可以得到定量正确的结果微分电导在很宽的偏置电压范围。最后,我们观察到一个异常的行为,在点$<n_{\uparrow} n_{\downarrow}>$作为偏置电压的函数的双重占领运营商的期望值。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The Kondo effect in quantum dots at high voltage: Universality and scaling
我们研究了直流偏置量子点在库仑阻塞机制下的性质。对于比近藤温度T_K大的电压V,物理学由标度V和γ控制,其中γ ~ V/ln^2(V/T_K)是由电压驱动电流引起的非平衡退相干速率。基于标度论、自洽微扰理论和微扰重整化群,我们证明了当ln(V/T_K)>> 1时,由于γ较大,系统可以用重整化微扰理论描述.然而,在Kondo问题的某些变体中,双通道Kondo物理由大电压V引起。
2001-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium dephasing in Coulomb blockade quantum dots
我们提出了一个理论的零偏置异常和退相率的库仑阻塞的量子点,驱动的平衡,耦合到电压偏置的源极和漏极引线。我们解释我们的结果在系统中的电压波动的统计。
2008-07-02 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in monolayer graphene
我们研究了由电场和均匀磁场结合形成的石墨烯量子点。电场产生一个平滑的量子阱势,而磁场诱导一个指数尾巴的点状态。由于Klein隧穿效应,态在阱区和静电势垒区达到峰值。利用电场和磁场可以实现在不同区域达到峰值的点态之间的耦合。该点在适度外场下的可调谐性可用于单层石墨烯中量子器件的设计。
2012-07-02 cond-mat.mes-hall
Phonon-Assisted Tunneling through Quantum Dot Systems Connected to Majorana Bound States
本文理论研究了量子点侧接马约拉纳束缚态体系中的声子辅助隧穿输运,揭示了电子-声子耦合、偏置电压及点-马约拉纳耦合对电流的调控规律,并指出低温低电压下电流对马约拉纳电路参数最敏感。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall
Self Assembled II-VI Magnetic Quantum Dot as a Voltage-Controlled Spin-Filter
全自旋电子学技术出现的一个关键因素是电压控制自旋过滤器的发展,以选择性地将所需自旋的载流子注入半导体。我们先前展示了这样的设备的原型使用II-VI稀磁半导体量子阱,然而,仍然需要一个外部磁场来产生的水平分裂。最近的理论表明,自旋选择可以在没有外部磁场的情况下通过局部载流子介导的铁磁相互作用在II-VI顺磁性半导体中实现。我们提出的第一个实验观察到这样的效果,使用非磁性的CdSe自组装量子点在顺磁性(Zn,Be,Mn)Se屏障。
2005-01-25 cond-mat.mes-hall
Enhanced thermopower under time-dependent gate voltage
我们推导出正式的表达的时间依赖性的能量和热流通过一个纳米器件使用Keldysh非平衡格林函数技术。数值结果报告的金属/点/金属结的点能级能量突然改变了一个阶梯形的电压脉冲。分析线性响应的时间依赖性的热电系数。我们表明,塞贝克系数可以提高在瞬态制度的控制量(这里上升40%)的点能量和电压阶跃的高度。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall
Correlations between charge and heat currents in an interacting quantum dot
我们考虑一个相互作用的量子点连接到两个水库驱动在不同的电压/温度,我们研究的电荷和热流之间的相关性,第一个作为施加的电压偏置的函数,第二个作为两个水库之间的温度梯度的函数。利用Hartree近似处理了量子点中的库仑相互作用,并自洽地确定了量子点占据数。当点和储层之间的耦合较弱时,双折射器在其电压依赖性方面表现出高度非线性的结构,并且其随温度的行为是非单调的。此外,热互相关器的符号可以与总是负的电荷互相关器相反地改变。库仑相互作用的存在扩大了热互相关为负的电压域。
2015-10-02 cond-mat.mes-hall