Orbital Kondo effect in double quantum dots
从理论上研究了两个单能级量子点与外电子库系统中的轨道近藤效应。量子点之间通过直接希望项和库仑相互作用耦合。近藤温度是从标度方法和从玻色子技术计算的。后者也被用来计算系统的线性电导。非线性电导，反过来，计算的非平衡格林函数形式主义。
2010-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Selective tuning of spin-orbital Kondo contributions in parallel-coupled quantum dots
我们使用共隧穿光谱研究自旋，轨道，和自旋轨道近藤输运在一个强约束系统的InAs双量子点（QD）平行耦合到源极和漏极。在单电子输运体系中，高对称性的自旋轨道近藤效应在轨道简并和无外磁场时表现出来。然后，我们继续表明，个人近藤贡献可以被隔离和单独研究，无论是通过轨道失谐的情况下，自旋近藤运输，或自旋分裂的情况下，轨道近藤运输。通过改变点间隧道耦合，我们表明，提升的自旋简并是确认存在的轨道简并的关键，并检测到一个小的轨道杂化间隙。最后，在双电子体系中，我们证明了自旋三重态基态的存在导致了零磁场下的自旋近藤输运。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall
Bistability in the Tunnelling Current through a Ring of $N$ Coupled Quantum Dots
研究了N个耦合量子点环中电子输运的双稳态性质。一个轨道是定域的（称为b轨道），任何两个点中的b轨道的耦合可以忽略不计;另一个轨道是离域的（称为d轨道），这是由于相邻点中的d轨道的耦合，正如紧束缚模型所描述的。d轨道因此形成具有有限宽度的带。b和d轨道连接到具有电压偏置V的源极和漏极，允许电子隧穿。隧穿电流的计算使用非平衡格林函数方法最近开发的多能级的纳米结构。当尺寸N>50时，我们发现隧穿电流随偏压V的变化存在一个双折射效应;这种效应随尺寸N而变化，在N~100时变得相当大。讨论了温度对双稳态的影响。相比之下，平均场处理倾向于高估了非线性效应。
2012-05-26 cond-mat.mes-hall
Orbital fluctuations and strong correlations in quantum dots
在本讲义中，我们将注意力集中在量子点系统上，在这些系统中，由于轨道或电荷自由度的存在，产生了奇异的强相关行为。在简要介绍了单电子晶体管中的输运理论和近藤效应之后，我们讨论了SU（4）近藤效应在轨道简并量子点和双量子点系统中的发展，并研究了横向量子点中的单重态-三重态跃迁.讨论了电荷简并点附近的电荷涨落和Matveev到双通道Kondo模型的映射。
2005-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Kondo effect and spin polarized transport through quantum dots
利用运动方程方法研究了磁场中两个电容耦合量子点的相干自旋输运。磁场破坏了自旋简并性。对于特定的栅极电压选择，点能级被调谐到谐振，并产生轨道近藤效应。对于点处不同的塞曼分裂，只有一个自旋通道可以形成近藤共振。在这种情况下，系统作为有效的自旋过滤器操作。
2005-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Coupling of bonding and antibonding electron orbitals in double quantum dots by spin-orbit interaction
本文系统地研究了准二维双量子点中少电子稳态的自旋轨道耦合效应。我们描述了自旋轨道相互作用引起的成键轨道和反键轨道之间的耦合及其对磁光吸收谱的影响。奇数电子数（1，3）%的自旋轨道耦合对基态波函数的扰动很小。然而，自旋-轨道相互作用打开了相反自旋取向和相反空间宇称的低能激发能级之间的避免交叉。对于两个电子的自旋轨道耦合允许低能量的光学跃迁，否则禁止自旋和奇偶选择规则。我们证明，光跃迁的能量可以显着增加面内电场，但只有奇数电子数。讨论了单电子轨道的占据和自旋轨道耦合对量子点间电子分布的影响。
2010-04-08 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
Orbital Tuning of Tunnel Coupling in InAs/InP Nanowire Quantum Dots
我们报告的结果在InAs/InP纳米线量子点的势垒透明度通过静电控制设备的电子状态的控制。最近的工作表明，在这类器件中的势垒透明度显示出一个总的趋势，只是取决于被困电子的总轨道能量。我们发现，在相对较低的填充数，而控制的电子轨道的轴向配置的隧穿率观察到一个质的不同的制度。传输率与填充的进一步修改通过作用于径向配置的轨道通过静电门控，和屏障透明度的各种轨道被发现从数值模拟中预期的那样演变。利用这种机制，以实现一个控制连续调谐的隧道速率的个人库仑阻塞共振的可能性进行了讨论。
2020-02-01 cond-mat.mes-hall
Control of electron spin and orbital resonance in quantum dots through spin-orbit interactions
研究了在声子诱导弛豫和退相干的情况下，共振振荡电磁场对耦合横向量子点中单个电子的影响。使用对称性参数，它表明，自旋和轨道共振可以有效地控制自旋-轨道相互作用。这种控制是可能的，这是由于拉比频率对作为自旋-轨道相互作用的各向异性的结果的点配置（点的取向和静态磁场）的强敏感性。所谓的易通过配置被示出为特别适合于自旋量子比特的磁操纵，确保长的自旋弛豫时间和保护自旋量子比特免受伴随片上操纵的电场干扰。
2007-08-09 cond-mat.mes-hall
Spin and Orbital Spectroscopy in the Absence of Coulomb Blockade in Lead Telluride Nanowire Quantum Dots
我们研究了半导体碲化铅纳米线器件中的量子点。由于PbTe中双极输运的可及性，量子点可以被电子和空穴占据。由于PbTe的介电常数非常大，约为1000，我们没有观察到库仑阻塞，这通常会混淆轨道和自旋谱。我们提取大的和高度各向异性的有效朗德g因子，在20-44的范围内。库仑阻塞的存在允许直接读出，在零源极-漏极偏压下，高达600微电子伏的自旋轨道杂化能量。这些自旋性质使得最近合成的IV-VI族材料家族的成员PbTe纳米线作为量子技术（例如自旋和拓扑量子比特）的材料平台具有吸引力。
2022-05-22 cond-mat.mes-hall
Spin-orbital and spin Kondo effects in parallel coupled quantum dots
讨论了平行耦合单能级轨道双简并量子点中强电子关联和干涉效应。利用有限U平均场从玻色子方法研究了多体效应。该分析是在广泛的参数空间，包括原子和分子的近藤制度，并考虑到各种扰动，如interdot隧道，interdot相互作用，混合的电极通道和交换相互作用。我们还讨论了电子结构的奇异性和电极极化的影响。特别注意的是潜在的自旋电子应用这些系统显示如何可以通过调整干扰条件和相关性的栅极电压控制电流极化。提出了双点自旋阀和双极电调谐自旋滤波器的简单方案。
2015-10-20 cond-mat.mes-hall
The role of orbital dynamics in spin relaxation and weak antilocalization in quantum dots
我们发展了一个自旋相关量子输运的半经典理论来描述自旋轨道耦合量子点中的弱（反）局域化。这使我们能够区分不同类型的自旋弛豫系统的混乱，定期和扩散轨道经典动力学。我们发现，特别是，对于典型的Rashba自旋轨道耦合强度，可积弹道系统可以表现出弱本地化，而相应的混沌系统表现出弱反本地化。我们进一步计算了量子点的磁导，分析了随着量子点尺寸的减小和面内磁场的增加，弱反局域化是如何被抑制的。
2005-01-24 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Orbital hyperfine interaction and qubit dephasing in carbon nanotube quantum dots
超精细相互作用（HF）对于固态量子信息处理的功能性至关重要，因为它影响量子比特相干性并使核自旋量子存储器成为可能。在这项工作中，我们完成了理论的基本超精细相互作用机制（费米接触，偶极，轨道）在碳纳米管量子点通过提供一个理论描述的轨道HF。我们发现，轨道HF诱导的纳米管晶格的核自旋之间的相互作用和限制在量子点中的电子的谷自由度。我们表明，由此产生的核自旋-电子谷相互作用（i）是大约伊辛型，（ii）基本上是本地的，在这个意义上，可以定义一个半径和点长度无关的原子相互作用强度，和（iii）具有原子相互作用强度，这是相媲美的费米接触和偶极相互作用的组合强度。我们认为，轨道HF提供了一个新的退相干机制的单电子谷量子比特和自旋谷量子比特在一系列的多谷材料。我们明确评估相应的非均匀退相时间$T_2^*$的纳米管为基础的谷量子位。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Statistics of orbital entanglement production in quantum-chaotic dots
从统计的角度研究了量子混沌点中轨道纠缠电子的产生。纠缠度通过纠缠度和形成纠缠度来量化。我们利用随机矩阵理论计算了纠缠测度的完全统计分布。给出了并发分布的简单解析表达式。我们确定明确的签名的时间反演不变性的纠缠度分布的水平，如生产最大纠缠（贝尔）状态，这通过在以前的作品中，只有前两个时刻的分布进行了研究被忽视的能力，在生产纠缠。
2008-04-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hyperfine-mediated transitions between a Zeeman split doublet in GaAs quantum dots: The role of the internal field
研究了GaAs量子点中最低轨道能级塞曼分裂自旋态之间的超精细介导跃迁速率。我们把超精细哈密顿量分成两部分，一部分是轨道态的对角部分，另一部分是不同轨道的混合部分。对角线部分产生有效（内部）磁场，除了外部磁场之外，该磁场还确定塞曼分裂。量子点中的自旋翻转跃迁是由伴随着声子发射的轨道混合部分引起的。我们评估的速率为不同的制度，所施加的磁场和温度。当外加磁场足够低时，我们得到的速率大于自旋轨道相关速率。
2002-02-14 cond-mat.mes-hall
Exchange-correlation potentials for multi-orbital quantum dots subject to generic density-density interactions and Hund's rule coupling
通过精确解的逆向工程，我们得到了双量子点在一般密度-密度相互作用和Hund规则耦合下的Hartree交换关联势。我们发现无处不在的步骤结构的HXC潜力，可以理解和来自稳定图的分析。我们进一步表明，一个通用的Hxc潜力可以分解成四个基本的潜力，这使得一个简单的参数化和铺平道路的建设Hxc潜力相互作用的多轨道系统。最后，我们采用我们的参数化的Hxc势的密度泛函理论计算的多轨道量子点，并找到良好的协议与精确的多体计算。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Relaxation of excited spin, orbital, and valley qubit states in single electron silicon quantum dots
我们扩展了以前的工作，在量子计算的背景下，对待理想的，单电子，硅量子点的低激发态的弛豫物理。这些状态有三种类型：轨道、谷和自旋。弛豫时间敏感地依赖于系统参数，如点的大小和外部磁场。然而，一般来说，应变硅的轨道弛豫时间很短（从十分之一微秒到皮秒），自旋弛豫时间很长（微秒到大于秒），而谷弛豫时间预计介于两者之间。重点是由于声子的发射或吸收的弛豫，但对于自旋弛豫，我们也考虑竞争机制，如电荷噪声。在适当的情况下，与参考系进行比较，例如III-V材料中的量子点和硅施主态。声子瓶颈效应被证明是相当小的硅点的兴趣。我们比较的理论预测最近的一些自旋弛豫实验和评论的非理想点的可能影响。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital magnetic properties of quantum dots: the role of electron-electron interactions
在有限温度Hartree-Fock近似下，研究了N个相互作用电子在垂直磁场作用下的磁轨道响应.电子-电子相互作用由短程Yukawa型势模拟。我们计算了基态能量、磁化强度和磁化率随温度、电势范围和磁场的变化。我们表明，磁化率的振幅和周期的振荡强烈的影响，电子-电子相互作用的实验结果证明。零场磁化率显示顺磁和反磁相位作为温度和受限电子数的函数。
2003-09-22 cond-mat.mes-hall
Orbital Magnetism in Three-Dimensional Quantum Dots
研究了抛物型禁闭势下三维量子点的轨道磁性。我们计算了系统的自由能作为磁场和温度的函数。通过这一点，我们表明，温度场平面可以分为三个区域的特征行为的磁化：朗道抗磁性，de Haas-van Alphen振荡和介观磁化涨落。我们还数值计算了系统的磁化强度和电流密度分布。至于磁场变化时磁化强度的振荡，3D量子点显示出比包含相同数量电子的2D量子点更长的周期。当磁场很弱时，在低温下出现大的顺磁性。
2002-04-24 cond-mat.mes-hall
Manipulation of electron orbitals in hard-wall InAs/InP nanowire quantum dots
我们提出了一种新的硬壁InAs/InP纳米线量子点的能谱操纵技术。通过使用两个局部栅电极，我们诱导了一个强的电偶极矩的点，并证明其电子轨道的控制修改。我们的方法使我们能够显着提高点中的前两个量子能级之间的单粒子能量间距，从而增加我们的InAs/InP单电子晶体管的工作温度。我们的器件即使在液氮温度下也显示出非常强大的电导调制，同时允许最终控制电子填充到最后一个自由载流子。潜在的进一步应用的时间分辨自旋操纵的技术进行了讨论。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Orbital ferromagnetism in interacting few-electron dots with strong spin-orbit coupling
研究了具有强Rashba自旋轨道耦合的二维抛物量子点中$N$弱相互作用电子（与$N\le 10$）的基态。使用库仑相互作用$λ\lesssim 1$和Rashba耦合$α\gg 1$的无量纲参数，低能物理的特征在于几乎平坦的单粒子色散。从$α\to \infty$和$N=2$的分析方法，从数值精确对角化和Hartree-Fock计算，我们发现一个过渡从传统的未磁化的基态（$λ<λ_c$）的轨道铁磁体（$λ>λ_c$），具有大的磁化强度和循环电荷电流。我们表明，临界相互作用强度，$λ_c=λ_c(α,N)$，消失在极限$α\to \infty$。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall
Extended orbital modeling of spin qubits in double quantum dots
重新讨论了双量子点中双电子自旋的轨道模型。我们开发了一个扩展的Hund Mulliken方法，包括激发轨道，允许一个三重态配置与两个电子居住在一个单一的点。该模型提高了标准Hund Mulliken近似的可靠性和适用性，同时保持了很大程度上的分析性，因此它使我们能够识别我们发现的交换耦合动力学背后的机制。特别是，我们的计算与最近在高点间偏置制度下测量的交换值非常一致，其中双占据三重态配置在能量上是可访问的，表明对偏置波动的敏感性降低，同时保持快速选通所需的大交换。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
The role of antisymmetric orbitals and electron-electron interactions on the two-particle spin and valley blockade in graphene double quantum dots
本文实验研究了双电子双层石墨烯双量子点中的自旋和能谷阻塞，发现该阻塞受反对称轨道、电子-电子相互作用及能谷g因子差异限制，并基于速率方程模拟验证了相关能级跃迁。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Spin and orbital fluctuations in non-equilibrium transport through quantum dots: A renormalisation-group analysis
研究了双轨道量子点的非平衡电流和占据几率。耦合到引线被允许是不对称的和轨道依赖的，因为它是一般的情况下，在分子和纳米线的传输实验。从双轨道Anderson模型出发，我们进行了广义的Schriffl-Wolff变换，得到了一个有效的Kondo模型。这产生了一个轨道势散射的贡献，这是相同的顺序作为自旋交换相互作用。在第一微扰分析中，我们确定了一个制度的负微分电导和级联共振的存在下，外部磁场，这两个起源于非平衡占领的轨道。然后，我们研究的对数增强这些签名的renormalisation组治疗的手段。我们发现，轨道势散射定性地改变了重正化的自旋交换耦合和强烈影响的微分电导的非对称耦合。
2010-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nodal "ground states" and orbital textures in semiconductor quantum dots
传统的理解意味着一个量子力学系统的基态应该是无节点的。虽然这个概念也提供了一个有价值的指导，在理解半导体纳米结构中的能级的顺序，有报道说，$\textit{nodal}$基态的空穴是可能的。然而，这种节点状态的存在一直存在争议，甚至仅仅被视为$\boldsymbol{k{\cdot}p}$模型的产物。使用$\boldsymbol{k{\cdot}p}$和紧束缚模型的互补方法，进一步由连续模型的有效哈密顿量支持，我们揭示了量子点中的节点基态不限于特定的方法。值得注意的是，在价带顶部的节点空穴态的出现可以归因于通过空穴动能和与导带态的耦合之间的竞争形成的轨道涡旋织构。我们提出了一个实验测试我们的预测的能量顺序和存在的节点基态。我们讨论了我们的研究结果和研究的轨道纹理也可能是相关的其他材料系统。
2013-12-13 cond-mat.mes-hall
Disentangling orbital and confinement contributions to $g$-factor in Ge/SiGe hole quantum dots
IBM Research Europe – Zürich（IBM欧洲苏黎世研究中心）；IBM Quantum, T. J. Watson Research Center（IBM量子T.J.沃森研究中心）；Solid State Physics Laboratory, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院固体物理实验室）
研究通过激发和添加谱区分纯Zeeman g因子与轨道贡献，揭示不同轨道态和空穴数的g因子差异，展示g因子的可调性对电量子操控的重要性。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing two-electron multiplets in bilayer graphene quantum dots
我们报道了在不同磁场下，用有限偏置光谱法测量双层石墨烯量子点中的双电子能谱。BLG中的自旋和谷自由度产生6个轨道对称态和10个轨道反对称态的多重态。我们发现轨道对称态的能量较低，与轨道反对称态的能量相差$\approx 0.4 - 0.8$ meV。对称多重峰由于晶格尺度相互作用而表现出$\approx 0.15 - 0.5$ meV的6个态的额外能量分裂。理论计算支持实验观察，这使得确定谷间散射和“电流-电流”相互作用常数在BLG是相同的幅度。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall
Atomic-like behaviors and orbital-related Tomonaga-Luttinger liquid in peapod quantum dots
我们报道了碳纳米管豆荚状量子点中包裹的C60分子的电子输运。我们发现双简并电子水平，这只存在于周围的基态，通过单电子能谱测量在低背栅电压（Vbg的）原子般的行为。与存在的近自由电子（NFEs）独特的豆荚的相关性进行了讨论。与此相反，我们发现封装的C60分子不影响单电荷效应。此外，我们发现在幂律中观察到的电导与能量的关系，这是强烈相关的双简并水平的高值的权力。结果表明，这些功率是通过双简并能级的占据而来自Tomonaga-Luttinger液体。封装的C60分子不消除单壁纳米管中的弹道电荷传输。
2005-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The role of the indirect tunneling processes and asymmetry in couplings in orbital Kondo transport through double quantum dots
在近藤轨道下，对两个量子点与外电极相连的系统进行了理论研究。一般来说，双点系统是通过库仑相互作用和直接耦合。此外，还考虑了点之间（通过引线）的间接跳跃过程。为了研究系统的电子性质，我们采用从玻色子平均场（SBMF）技术。借助于SBMF方法，计算了两个点的局域态密度和透射率（以及线性电导和差分电导）。我们表明，迪克和范诺样的线形可能会出现在双点系统的输运特性。此外，我们还观察到这些修正的近藤共振对间接耦合强度的变化非常敏感。我们还表明，近藤温度成为抑制点-引线耦合时，没有间接耦合的不对称性增加。此外，当间接耦合被打开时，近藤温度被抑制。通过允许一个相对符号的非对角元素的耦合矩阵与左，右电极，我们扩展我们的调查变得更加通用。最后，我们还包括了间接隧穿引起的能级重整化效应，这在大多数论文中是没有考虑的。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Efficient electronic structure calculations for extended systems of coupled quantum dots using a linear combination of quantum dot orbitals method
我们提出了一种新的“原子轨道的线性组合”的近似类型，使精确的电子结构计算系统的多达20个或更多的电子耦合量子点。使用现实的单量子点波函数为基础，扩大异质结构的本征态，我们的方法显示出良好的协议与全8带$\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$计算，作为我们的基准比较，与数量级减少计算时间。我们表明，为了正确预测这种耦合量子点堆叠的电子性质，有必要考虑整个异质结构中的应变分布。边缘效应决定了$\lesssim$ 10个量子点堆叠的电子结构，之后在中心形成均匀的限制区域。我们研究的首要目标是设计一堆垂直耦合的量子点，其带内阶梯势适合作为基于量子点的量子级联激光器的活性材料。通过对In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs材料系统中不同量子点尺寸、材料成分和量子点间耦合强度的参数研究，我们发现，原则上可以实现带内阶梯势的完全相同跃迁.我们为超过800个独特的量子点生成的物种库提供了对异质结构的不同实现所需的基函数的轻松访问。在题为“基于量子点超晶格的太赫兹量子级联激光器的室温激光”的相关手稿中，我们研究了基于两个量子点单胞超晶格的太赫兹量子级联激光器的室温激光。
2019-12-09 cond-mat.mes-hall
Detuning Axis Pulsed Spectroscopy of Valley-Orbital States in Si/SiGe Quantum Dots
硅量子点量子位必须与低谷激发态竞争，低谷激发态是量子阱异质结构和无序的敏感函数;量化和最大化这些态的能量对于提高器件性能至关重要。我们描述了一种光谱方法，用于探测激发态在隔离的Si/SiGe双量子点使用标准基带脉冲技术，简化了多点设备中的能量谱的提取。我们使用这种方法来测量几十个谷激发态能量跨越多个晶片，量子点，和轨道状态，至关重要的评估谷分裂量子阱宽度和其他外延条件的依赖性。我们的研究结果表明，较窄的井可以有利于改善谷分裂，但这种效果可以混淆的生长和制造条件的变化。这些结果强调了谷分裂测量对于指导Si量子比特发展的重要性。
2021-02-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
SU(4) and SU(2) Kondo Effects in Carbon Nanotube Quantum Dots
我们研究了碳纳米管量子点中的SU（4）近藤效应，其中双简并轨道形成四电子"壳层“。研究了顶壳层中单、二和三个电子的SU（4）近藤行为。当两个电子的近藤态被磁场淬灭时，在奇数个电子的情况下，两种类型的SU（2）近藤效应可能存在。也就是说，在平行于纳米管的磁场中实现自旋SU（2）态（主要引起轨道分裂）。垂直场的应用（诱导塞曼分裂）导致轨道SU（2）近藤效应。
2007-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic transitions in disc-shaped quantum dots induced by twisted light
本文从理论上研究了静态磁场作用下准二维（圆盘状）量子点对轨道角动量光（扭曲光）的吸收和发射。我们计算光-物质相互作用的过渡矩阵元素，并使用它来探索不同的场景，这取决于经历光诱导过渡的电子的初始和最终状态。我们明确的轨道角动量的z投影守恒的选择规则。对于一组现实的参数（量子点尺寸、束腰、光子能量等），由扭曲光引起的跃迁强度是由平面波引起的跃迁强度的10%。最后，我们的分析表明，它可能是精确地选择电子水平的人希望填充使用适当的光束参数的组合，建议在量子点中的电子态的量子控制的技术应用。
2008-10-22 cond-mat.mes-hall
Electrical control of spins and giant g-factors in ring-like coupled quantum dots
量子技术的新兴理论概念推动了对量子态（如自旋）可以有效操纵的结构的持续搜索。许多概念的核心是通过电场和磁场控制系统的能力，依赖于强的自旋轨道相互作用和大的g因子。在这里，我们提出了一个新的机制，自旋和轨道操纵使用小电场和磁场。通过在InAs纳米线内部的两个点上杂交特定的量子点态，形成了近乎完美的量子环。观察到大且高度各向异性的有效g因子，这可以通过强轨道贡献来解释。重要的是，我们发现，轨道和自旋轨道的贡献，可以有效地通过简单地失谐与电场的单个量子点的水平淬火。通过这种方式，我们不仅证明了对于相同的电荷状态，有效g因子从80到几乎为0的控制，而且证明了基态自旋的静电变化。
2019-05-16 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
Quantum interference in transport through almost symmetric double quantum dots
我们从理论上研究了平行几何结构中高度对称的双量子点中量子干涉的输运特征，并证明了极弱的破环效应可以对电流产生巨大的影响。我们的计算是基于一个主方程，其中量子干涉作为双量子点的密度矩阵的非对角元素进入。我们还表明，许多结果有一个物理上直观的意义时，重铸我们的方程作为布洛赫方程的伪自旋与点占领。在隧道耦合和轨道能量相等的完全对称构型中，不存在唯一的定态密度矩阵。然而，有趣的是，在隧道耦合或轨道能量中加入任意小的破缺项，可以稳定一个有或没有量子干涉的定态，这取决于这两种微扰之间的竞争。不同的解决方案可以对应于非常不同的电流水平。因此，如果轨道能量和/或隧道耦合被控制，例如，通过静电门控，双量子点可以充当异常灵敏的电开关。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Kondo regime in triangular arrangements of quantum dots: Molecular orbitals, interference and contact effects
在近藤区研究了三角形三引线耦合三重量子点系统的输运性质。应用平均场有限U从玻色子和嵌入式集群近似的输运性质的计算揭示了一组丰富的功能相关联的高对称性的系统。使用这两种计算技术的结果产生良好的整体协议，并提供额外的见解，这个有趣的几何形状的物理行为。在只有两个电流引线连接到三点系统的情况下，简并分子轨道之间的干扰效应被发现强烈影响整体电导。对于完美的等边三角形对称性，也出现了S=1的近藤效应.引入第三个电流引线会导致“幅度泄漏”现象，类似于分束器中出现的现象，这会改变干扰效应和整个系统的电导。
2009-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Validity of the single-particle description and charge noise resilience for multielectron quantum dots
利用自然轨道方法构造了少电子量子点的最优单粒子态集。NO还包括电子之间的库仑排斥效应。我们发现，他们同意与现实参数的GaAs量子点的非迭代轨道，而库仑相互作用相比，非相互作用的情况下，只重新调整的NO的半径。我们使用NO表明，四电子量子点是不太容易受到电荷噪声比他们的两个电子的同行。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium transport through parallel double quantum dots in the Kondo regime
我们将微扰的非平衡重整化群方法推广到多轨道系统，并将其应用于研究静电耦合的两个平行量子点的输运。一般而言，电导在三个电压下显示出明显的Kondoesque峰。如果像在某些实验中那样，其中一个点与两个引线之一解耦，则这些峰值之一消失。对于到引线的非对称耦合，负差分电导也是可能的。这是一个真正的非平衡效应，伴随着Kondoesque峰。此外，还讨论了区分自旋和轨道近藤效应的判据。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electronic and Magnetic Properties of Graphite Quantum Dots
在紧束缚模型的最近邻近似下，研究了石墨多层量子点的电磁性质。我们计算了系统的电子态密度和轨道磁化率随费米能级位置的变化。我们证明了MQD的性质强烈依赖于系统的形状，层的奇偶性和集群边缘的形式。特别强调了石墨烯单层量子点的新特性。最有趣的结果是在近零能量下得到的三角形锯齿边MQD。在尺寸量子化的能隙区域内的狄拉克点处观察到不对称的涂抹多峰特征，其中单层石墨烯薄片表现出高度简并的零能态。由边缘局域电子态提供的这一特征导致了作为能量函数的抗磁轨道磁化率中的飞溅小波行为。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Interference in interacting quantum dots with spin
我们研究了与自旋相互作用的量子点的光谱和输运性质。研究了两个特殊的模型系统：横向多能级系统和两个平行量子点系统。在这两种情况下，通过系统的不同路径可能引起干扰。我们证明，这加强了多级近藤效应，提出了一个简单的两阶段机制。在平行的点，我们显示在何种条件下的干扰诱导轨道近藤效应的峰值可以分裂。
2002-01-25 cond-mat.mes-hall
Two-electron dephasing in single Si and GaAs quantum dots
我们研究了GaAs和Si中单个量子点中双电子态的退相。我们调查退相诱导的电子-声子耦合和电荷噪声解析纯轨道激发GaAs和Si，以及纯谷激发Si。在GaAs中，极性光学声子产生了最重要的贡献，导致典型的退相速率为~5.9 GHz。对于Si，谷间光学声子导致约140 kHz的轨道激发和约1.1 MHz的谷激发的典型退相速率。对于谐波，无序的量子点，电荷噪声是高度抑制的轨道和谷激发，因为没有一个可观的偶极矩耦合到电场变化的电荷波动。然而，非谐性和无序性都破坏了系统的对称性，这可能导致增加的偶极矩，因此更快的退相速率。
2012-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Dot Version of Berry's Phase: Half-Integer Orbital Angular Momenta
我们证明了具有奇数个电子的圆形量子点的Berry几何（拓扑）相位等于π，并且轨道角动量的本征值超过半整数值。Berry相位的非零值由系统的轴对称性和二维性提供。它的特定值（π）由泡利不相容原理确定。我们的结论与T. Schmidt { \it at el}，\PR B { \bf 51}，5570（1995），这可以被认为是在圆形量子点中的奇数电子系统中存在Berry相位和轨道角动量的半整数值的新实现的第一个实验证据。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon interaction and electronic correlations in transport through electrostatically and tunnel coupled quantum dots
研究双量子点输运中电子-声子耦合与电子关联，采用有限U slave boson方法，发现声子影响近藤效应并导致多种基态，包括极化子共隧穿产生的近藤类态和磁性关联态。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall
Spectroscopy and level detuning of few-electron spin states in parallel InAs quantum dots
利用隧穿谱研究了平行InAs纳米线双量子点中少电子自旋态随能级失谐量和外加磁场的演化。与研究较多的串联结构相比，量子点与源极和漏极的并联耦合大大扩展了激发态输运的探测范围。由于强限制，我们可以在这里隔离只涉及第一个相互作用的单个量子点轨道对的输运。对于（2，0）-（1，1）电荷跃迁，与基于自旋的量子比特相关，我们研究了激发的（1，1）三重态，以及（2，0）和（1，1）单重态的杂化。外加磁场分裂（1，1）三重态，由于自旋-轨道诱导的混合与（2，0）单重态，我们清楚地解决了通过所有三重态附近的避免单重态-三重态交叉运输。基于每个量子点上有一个轨道的简单模型的输运计算完全复制了实验数据。最后，我们观察到一个预期的镜像对称性之间的1-2和2-3电子跃迁产生的双重自旋简并的轨道。
2018-08-20 cond-mat.mes-hall
Graphene quantum dots embedded in hexagonal boron nitride sheets
采用第一性原理计算对石墨烯量子点嵌入六方氮化硼单层片中的电子性质进行了研究。密度泛函理论计算表明，量子点的带隙是由B、N和C原子的量子限域效应和π轨道杂化决定的。费米能级附近的能量状态被发现是强烈的本地化内和附近的量子点。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Study of Hund's rule coupling in models of magnetic impurities and quantum dots
用不同的模型研究了多轨道杂质或量子点中JH的Hund规则耦合效应，得到了不同的Kondo温度T_K与JH的关系。我们发现，差异取决于是否或不保留轨道角动量的杂质网站的模型。利用数值重整化群（NRG）计算，我们推导出了费米液体区的重整化参数，并指出，尽管模型之间存在差异，但强关联区的低能不动点是普适的，具有单一的能量标度T_K，只有两个重整化相互作用参数，一个重整化单轨道项U = 4 T_K，和重整化Hund规则项，J_H = 8T_K/3。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance Fluctuations and Spin Symmetries in Quantum Dots
GaAs量子点与自旋轨道和塞曼耦合的电导波动进行了实验研究，并比较随机矩阵理论制定，定义了一些制度的自旋对称性取决于实验参数。考虑到平面内磁场的轨道耦合，可以打破时间反演对称性，实验和理论之间产生了很好的总体一致性。
2005-05-22 cond-mat.mes-hall
Ground-state energy and spin in disordered quantum dots
利用自旋密度泛函理论研究了无序量子点的基态能量和自旋。添加能量的波动（库仑阻塞峰间距）不与平均添加能量成比例，但仍与能级间距成比例。随着相互作用强度的增加，加入能量的奇偶交替消失，非最小自旋的概率增加，但不会超过50%。在一个双轨道模型中，我们证明了非对角库仑矩阵元有助于稳定自旋最小的基态。
2002-02-15 cond-mat.mes-hall
Real-time renormalization group and charge fluctuations in quantum dots
我们发展了一种实时微扰重整化群方法来描述与环境线性耦合的离散量子系统的非平衡性质。我们包括能量展宽和耗散，并开发了一个截止独立的形式主义。本文给出了具有有限在位库仑排斥的非平衡Anderson杂质模型在混合价和空轨道区的非线性电导的定量可靠的结果。
2000-04-09 cond-mat.mes-hall
Electron-hole crossover in gate-controlled bilayer graphene quantum dots
带隙双层石墨烯中的电子和空穴布洛赫态在带边缘附近表现出具有相反符号的拓扑轨道磁矩，这允许在面外磁场中可调谐的谷极化。这种固有性质使得双层石墨烯中的电子和空穴量子点（QD）对于谷和自旋谷量子比特是有趣的。在这里，我们展示了双层石墨烯量子点中电子-空穴交叉的测量结果，证明了与Berry曲率相关的轨道磁矩的相反符号。使用三层金属顶栅，我们独立地控制量子点的隧穿势垒，同时将占据从少空穴制度调整到少电子制度，穿过位移场控制的带隙。带隙约为25 meV，而电子和空穴点的充电能量在3-5 meV之间。提取的谷g因子为17左右，并导致相反的谷极化的电子和空穴状态在中等B场。我们的测量结果与我们设备的紧束缚计算吻合得很好。
2020-09-19 cond-mat.mes-hall
