Dominant role of the shear strain induced admixture in spin-flip processes in self-assembled quantum dots
在包络函数近似下,采用8带kp理论,研究了InAs/GaAs自组装量子点中单个电子的自旋反转弛豫过程.我们表明,自旋弛豫的主要通道是对称破缺剪切应变引起的自旋混合物,它可以映射到导带(有效质量)Hamilton中具有相似结构且相长干涉的两个有效自旋-声子项上。与在较大的无应变点中主导自旋弛豫的Dresselhaus耦合不同,剪切应变贡献不能由哈密顿量中的唯一标准项来建模,而是依赖于量子点中的实际应变分布。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall
Static strain tuning of quantum dots embedded in a photonic wire
我们使用应变静态调整的半导体带隙的个别InAs量子点(QD)嵌入在GaAs光子线具有非常有效的单光子收集效率。由于结构的几何形状,我们能够通过使用纳米操纵器施加应力来将QD激子跃迁移动超过20 meV。此外,由于在结构中产生的强横向应变梯度,我们可以相对调谐位于线波导中的两个量子点,使它们共振,打开方式来观察集体效应,如超辐射。
2018-02-09 cond-mat.mes-hall
Effects of variable anisotropic-strain on the emission of neutral excitons confined in epitaxial quantum dots
研究了弹性各向异性双轴应变对不同半导体量子点中中性激子发光的影响。我们发现,光的偏振旋转高达80度和激子精细结构分裂的变化几十个$μ$ eV的应变是不同的。通过一个连续介质模型,我们主要归因于所观察到的效应的空穴波函数的实质性变化。这些结果表明,几个permill量级的应变场足以显着改变量子点的电子结构。
2010-11-12 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of InAs quantum dots with GaAsSb strain reducing layer: Localization of holes and its effect on the optical properties
用k.p理论研究了GaAs(1-y)Sb(y)应变减小层覆盖的InAs量子点的电子结构。我们解释了以前的实验观察的光致发光发射的红移与增加y和它的蓝移与增加激发功率。对于y>0.19,II型点形成为具有位于接近点基底的GaAsSb中的孔;在点的相对侧的两个部分形成分子状状态,这是压电场的结果。我们还提出了一个实验,可以用来识别孔定位使用垂直电场。
2012-09-27 cond-mat.mes-hall
Effect of strain on hyperfine-induced hole-spin decoherence in quantum dots
本文从理论上研究了应变对单重空穴自旋动力学的影响,其中单重空穴被限制在自组装量子点中,并通过超精细相互作用与周围原子核相互作用。限制和应变杂交的HH状态,这表明一个狭窄的核自旋浴指数衰减。对于不同的应变配置内的点,自旋退相干时间$T_2$的外部参数的依赖性被移动和非单调的峰值的依赖性被改变。应用外部应变会使$T_2$对外部参数的依赖性发生相当大的变化。我们发现,外部应变的影响主要是有效的超精细耦合强度的导带(CB),这表明CB混合物的杂化HH状态起着至关重要的作用,$T_2$应变的敏感性。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall
Gate Control of g-factor in Germanium Quantum Dots: A Strain-Based Explanation
University of California, Los Angeles(加州大学洛杉矶分校)
本文针对锗量子点在微小栅极电压下出现显著g因子变化的现象,通过结合非均匀应变有限元模拟与空穴波函数量子计算,提出基于应变诱导g张量调制的定量解释,建立了应变、静电调控与锗自旋量子比特性能的直接联系。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Strain and band-mixing effects on the excitonic Aharonov-Bohm effect in In(Ga)As/GaAs ringlike quantum dots
研究了应变轴对称的In(Ga)As/GaAs环形量子点中的中性激子.与实验中的自组装量子环类似,分析的量子点具有火山般的形状。采用连续介质力学模型确定应变分布,采用单带包络函数方法计算电子态。空穴态由轴对称多带Luttinger-Kohn哈密顿量确定,激子态由精确对角化得到。我们发现,存在的内层覆盖的环开口增强激子Aharonov-Bohm(AB)振荡。其原因在于,由于应变,空穴主要位于量子点的内部,而电子主要位于环形边缘内。有趣的是,更大的AB振荡被发现在分析的量子点比在一个完全开放的量子环相同的宽度。与无应变的环形量子点相比,应变的存在使激子Aharonov-Bohm振荡的振幅几乎增加了一倍。激子能级的计算振荡的幅度在最近的实验中测得的振荡。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
Elastically Relaxed Free-standing Strained-Si Nanomembranes
应变对材料的性能起着至关重要的作用。在硅和硅锗中,应变提供了用于控制载流子迁移率和能带偏移的机制。在材料集成中,应变通常通过使用位错和元素组成来调节。我们展示了一种通用的方法来控制应变,通过制造膜,其中最终的应变状态由弹性应变共享控制,即,而不形成缺陷。我们在可以释放Si/SiGe层的衬底上生长Si/SiGe层,形成纳米膜。X射线衍射测量证实了弹性理论预测的最终应变。通过对应变硅量子阱释放前后的低温纵向霍尔效应测量,证明了弹性应变改变电子性质的有效性.弹性应变共享和薄膜转移提供了一条通往复杂多层结构的有趣途径,在这种结构中,每一层的性能都是弹性控制的,而不会引入不希望的缺陷。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall
Universal Behavior of Strain in Quantum Dots
自组装量子点是一种高应变异质结构。晶格应变显著地改变了这些器件的电子和光学性质。在不同形状和材料的量子点的原子应变模拟中观察到一个普遍的行为(在应变幅度和轮廓方面)。在本文中,这种普遍的行为进行了调查,原子以及分析连续模型。原子应变模拟是非常准确的,但计算昂贵。另一方面,解析连续解基于显著降低应变计算精度的假设,但是非常快。这两种技术都表明,应变取决于量子点的纵横比(AR),而不是单个尺寸。因此,简单的封闭形式的方程,直接提供的量子点内部的原子应变值作为AR和材料参数的函数。此外,量子点的导带边和价带边$E_{C/V}$及其有效质量$m^*_{C/V}$由应变和AR决定。原子应变对AR的普遍依赖性在许多方面都是有用的;它不仅显著降低了原子模拟的计算成本,而且还提供了关于量子点的光学跃迁的信息,给出了来自AR的$E_{C/V}$和$m^*_{C/V}$的知识。最后,利用这些表达式计算了InAs/GaAs量子点的光跃迁波长,计算结果与实验测量和原子模拟结果吻合较好。
2015-09-26 cond-mat.mes-hall
Strain Influence on Optical Absorption of Giant Semiconductor Colloidal Quantum Dots
采用线性连续介质弹性力学方法模拟了球对称核壳结构的晶格失配应变场。分析了应变对核/壳/壳型大尺寸球形半导体量子点的能量结构和线性光吸收的影响。发现由涂层引起的光激发载流子的局域化在解释大的CdSe/CdS/ZnS和ZnTe/ZnSe/ZnS量子点的光学稳定性中起着重要作用。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Effective out-of-plane g-factor in strained-Ge/SiGe quantum dots
最近,应变Ge/SiGe中的光刻量子点已经成为量子计算的有希望的候选者,从量子点的演示到量子比特逻辑演示的进展非常快。在这里,我们提出了一个测量的平面外的$g$ -因子的单孔量子点在这种材料中。由于这是一个单孔测量,这是第一个实验结果,避免了强轨道效应存在于平面外的配置。除了验证预期的面内和面外磁场($B$)之间的$g$因子各向异性之外,还观察到依赖于量子点占据的$g$因子的变化。这些结果是在良好的协议与计算的$g$ -因子使用的重-和轻-空穴空间的Luttinger哈密顿量,特别是前两个孔,显示出很强的自旋-轨道耦合,并建议戏剧性的$g$ -因子可调性通过$B$ -场和电荷状态。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall
Resonant tunneling in graphene pseudomagnetic quantum dots
通过无偏原子力学模拟得到了三轴应变石墨烯量子点的真实弛豫构型。研究了基于这种量子点的y结的局域电子结构和量子输运特性,揭示了由应变引起的准均匀赝磁场将输运限制为朗道能级和边缘态辅助的共振隧穿.谷简并被打破的存在下的一个外部的字段,允许选择性过滤的谷和手征的状态,协助共振隧穿。可以探索不对称的应变条件来选择y形结的出口通道。
2013-06-19 cond-mat.mes-hall
Analysis of optical properties of strained semiconductor quantum dots for electromagnetically induced transparency
利用多带k*p理论研究了锥形半导体量子点的尺寸和几何结构对慢光特性的影响。我们发现的V型计划的电磁感应透明(EIT)是最有利的,并确定一个最佳的高度和大小,有效的EIT操作。在梯形方案的情况下,额外的偶极子允许带内跃迁的存在以及几乎等距的能级间距增加了额外的衰变途径,这显著削弱了EIT效应。我们进一步研究了应变和能带混合的影响,比较了四种不同的k*p能带结构模型。除了由于双轴应变分量的重和轻空穴的分离,我们观察到的过渡强度由于应变和带混合效应引起的价带中的能量交叉的一般减少。我们还发现了一个非平凡的量子点尺寸依赖的偶极矩直接相关的双轴应变分量。由于重空穴和轻空穴的分离,使用单带模型和八带模型计算的较低导带和最高价带态之间的光学跃迁强度显示出一般的定性一致性,与EIT操作相关的例外。
2010-02-10 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of strain-dependent optical absorption in Stranski-Krastanov grown InAs/InGaAs/GaAs/AlGaAs quantum dots
本文对自组装量子点的光吸收进行了详细的理论研究。一个严格的原子应变模型,以及一个复杂的电子能带结构模型,用于确保在这些设备中的光学跃迁的准确预测。本文提出的优化模型能够重现的误差小于1 $\%$的实验结果。研究了入射光偏振态、合金摩尔分数、量子点尺寸和掺杂等因素对量子点的影响。面内偏振光吸收比垂直偏振光吸收更显著。增加应变控制层的摩尔分数导致较低的能隙和较大的吸收波长。令人惊讶的是,吸收波长对点直径的变化高度敏感,但对点高度的变化几乎不敏感。通过对影响光跃迁能量的各种因素的敏感性分析,解释了这种不可预测的行为。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall
Theory of strain tunning exction coupling in self-assembled InAs/GaAs quantum dots
利用Bir-Pikus模型,解析地推导了InAs/GaAs自组装量子点中激子精细结构分裂(FSS)在外加应力作用下的变化.我们发现,FSS的变化主要是由于应变引起的价带混合和价导带耦合。应变下激子的极化角由电子-空穴非对角交换积分的幅角决定。该理论与赝势的经验计算符合得很好。
2014-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mesoscopic Fluctuations of Elastic Cotunneling in Coulomb Blockaded Quantum Dots
我们测量了库仑阻塞量子点中弹性共隧穿的介观涨落。与库仑峰上的共振隧穿不同,谷中的共隧穿对充电效应敏感。我们观察到一个更大的磁场规模的cotunneling(谷)的波动相比,峰值,以及没有“弱本地化”(在B = 0的电导减少)在山谷中。共隧穿波动保持相关的几个山谷,而峰值电导相关性迅速下降。
1997-07-27 cond-mat.mes-hall
Elastic Light Scattering by Semiconductor Quantum Dots
从理论上研究了低维半导体目标的弹性光散射。计算了量子点中激子的共振光散射微分截面。如果光波长大大超过量子点的尺寸,散射光的偏振和角分布不依赖于量子点的形式,尺寸和潜在的配置。在这种情况下,总光散射截面的大小不取决于量子点尺寸。如果激子辐射展宽超过非辐射展宽,则共振总光散射截面约为光波长的平方。计算了辐射增宽。
2006-05-26 cond-mat.mes-hall
Magnetism in strained graphene dots
我们研究了正方形和六边形石墨烯点的磁化。结果表明,两类六边形量子点在临界Hubbard能量$U$处发生了二级相变,其能量值与体相石墨烯中的能量值相似,但量子点的态密度与能量的绝对值(相对于Dirac点)不成正比.此外,我们表明,一个特定的类六边形点具有锯齿形的边缘,不表现出零能量的边缘状态。我们还研究了单轴应变对方点磁化强度演化的影响,发现整体效应是磁化强度随应变的增强。对于20%量级的应变,增强可以高达100%。此外,应力引起磁化在点上的空间位移,将其从锯齿形移动到扶手椅边缘。
2009-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-dot spectroscopy via elastic single-electron tunneling through a pair of coupled quantum dots
我们研究了单个自组装InAs量子点的电子结构,通过探测弹性单电子隧穿通过一对弱耦合点。在夹断电压以下的区域中,非线性阈值电压行为提供的电子附加能量与线性库仑阻塞振荡完全相同。通过分析它,我们确定的s和p壳层添加光谱高达六个电子在单个InAs点,即耦合点之一。壳层加成谱随磁场的演化提供了s和p壳层的Fock-Darwin谱。
2004-05-24 cond-mat.mes-hall
Heavy strain conditions in colloidal core-shell quantum dots and their consequences on the vibrational properties from \emph{Ab initio} calculations
我们采用大规模\emph{ab initio}密度泛函理论计算方法研究了具有上千个原子的胶体半导体核壳纳米团簇(半径达15.6 μ m)的晶格应变和振动性质。对于所研究的所有IV族、III-V族和II-VI族半导体,我们发现壳原子的原子位置似乎不受芯材料的影响。特别地,对于IV族核-壳簇,壳材料保持未应变,而核适应于大的晶格失配(压缩或拉伸应变)。对于InAs-InP和CdSe-CdS,核和壳都是压缩应变的,对应于高达20 GPa的压力。我们表明,这种压缩,这有助于一个大的蓝移的振动频率,是抵消,在一定程度上,由近表面壳,这有助于红移的振动模式的欠协调效应。这些发现导致最近的拉曼实验的频移的不同的解释,而他们证实了推测的界面性质的低频肩的高频拉曼峰。
2015-09-05 cond-mat.mes-hall
Singular elastic strains and magnetoconductance of suspended graphene
悬挂在电触点或其他刚性支撑物上的石墨烯膜易于发生弹性应变,其集中在样品的边缘和角落。这种应变导致代数变化的有效磁场,其在亚微米宽的薄片中可以达到几特斯拉。在量子霍尔机制中,有效磁场和物理磁场的相互作用导致手征边缘通道的反向散射,这可以破坏量子化电导平台。
2010-04-07 cond-mat.mes-hall
Eight-band calculations of strained InAs/GaAs quantum dots compared with one, four, and six-band approximations
采用八带应变相关的$\bf k\cdot p$哈密顿量计算了金字塔型InAs/GaAs量子点的电子结构.研究了应变对能带能量和导带有效质量的影响。单粒子的束缚态能量和激子的结合能计算为岛的大小的函数。八带的结果进行了比较,为一个,四个和六个波段,并从一个带近似的结果,其中m(r)是由应变的局部值确定。八带模型预测较低的基态能量和更多的激发态比其他近似。
1997-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay of magneto-elastic and polaronic effects in electronic transport through suspended carbon-nanotube quantum dots
研究了悬浮碳纳米管量子点中的电子输运。在垂直于纳米管的磁场和附近的金属栅极的存在下,两种力作用于电子:拉普拉斯力和静电力。它们都诱导电子和机械横向振荡模式之间的耦合。我们发现,这两种机制之间的差异出现在共隧穿电流。
2012-02-10 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of nuclear spin polarization and depolarization in self-assembled quantum dots
研究了应变诱导核四极相互作用对自组装量子点中核自旋极化度的影响。计算结果表明,在In_{x} Ga_{1-x} As量子点中可实现的核自旋极化与铟的浓度以及由此产生的量子点中的应变分布有关。核四极相互作用和塞曼分裂之间的相互作用导致有趣的功能,在磁场依赖的核自旋极化。我们的结果是在定性协议与测量核自旋极化的各种实验组。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall
Valley filtering in strain-induced $α$-$\mathcal{T}_3$ quantum dots
我们测试了通过局部应变$α$ - $\mathcal{T}_3$晶格刻下的量子点的谷过滤能力。具体来说,我们考虑一个平面外的高斯凸块在中心的四端配置和计算所产生的伪磁场具有相反的方向,电子起源于不同的山谷,由此产生的谷极化电流,以及位于彼此相对的注入器和集电极之间的电导。根据量子点的宽度和宽高比,我们检测到不同的传输制度,有和没有谷过滤的$α$ - $\mathcal{T}_3$和骰子晶格结构。此外,我们分析了电导共振的本质与高谷极化相关的(伪)朗道能级,局域态密度的空间分布,和局部电流密度。所观察到的局部电荷和电流密度图案反映了局部反演对称性破缺的应变,除了全球反演对称性破缺由于标度参数$α$。通过这种方式,我们也可以过滤出不同的子格。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall
Anomalous quantum confined Stark effects in stacked InAs/GaAs self-assembled quantum dots
垂直堆叠和耦合的InAs/GaAs自组装量子点(SAD)的带间跃迁能量与电场之间存在强烈的非抛物线关系,这在单一SAD结构和其他类型的量子结构中是没有的.基于八带应变相关的${\bf k}\cdot{\bf p}$哈密顿量的研究表明,这种反常的量子限制斯塔克效应是由三维应变场分布引起的,这种应变场分布对堆叠SAD结构中的空穴态有很大的影响.
2001-07-03 cond-mat.mes-hall
Scaling behavior and strain dependence of in-plane elastic properties of graphene
我们通过原子模拟表明,在热力学极限下,石墨烯在有限温度下的面内弹性模量随着系统尺寸$ L $而消失,作为与$ η_u \simeq 0.325 $的幂律$ ~ L^{-η_u} $,与膜理论一致。我们的模拟清楚地揭示了石墨烯弹性模量的大小和应变依赖性,可以与实验数据进行比较。虽然最近测得的拉伸应变系统的杨氏模量的渐近值和从{ \it ab initio}计算值之间的差异的2倍仍然没有解决,我们的结果解释了实验观察到的增加超过2倍的拉伸应变只有几个permile。我们还讨论了泊松比的缩放,我们的模拟不同意的自洽屏蔽近似的预测。
2015-08-21 cond-mat.mes-hall
Resolved Sideband Emission of InAs/GaAs Quantum Dots Strained by Surface Acoustic Waves
通过声表面波周期性调制InAs/GaAs自组装量子点,并利用光致发光和共振光谱测量量子点荧光,研究了量子点对应变的动态响应。当声波频率大于量子点线宽时,我们在量子点荧光光谱中分辨出声子边带。使用谐振泵浦激光器,我们已经证明了通过动态调制的QD,这是通过嵌入式QD的激光边带冷却纳米机械谐振器的物理机制的光学频率转换。
2010-08-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant optical pumping of a Mn spin in a strain free quantum dot
我们报道了II-VI族半导体无应变量子点中单个Mn原子的自旋性质。通过在CdTe衬底上晶格匹配的薄量子阱中的宽度起伏形成无应变Mn掺杂CdTe量子点。这些量子点允许在受控的应变环境中光学探测和解决锰原子的任何自旋状态。应变诱导的磁各向异性的不存在防止了Mn自旋在零磁场下的光泵浦。因此,在激子-Mn络合物的共振光激发下获得大的光致发光。在弱磁场作用下,Mn原子的电子自旋和核自旋的耦合被恢复为有效的光泵浦。观察到的磁场下的共振光致发光强度的减少很好地描述了一个模型,包括超精细耦合和剩余的晶体场分裂的Mn原子。最后,我们发现共振光致发光的二阶关联函数在短延迟下呈现大的光子聚束,这是Mn原子的电子和核自旋耦合动力学的一个探针。
2013-11-29 cond-mat.mes-hall
Influence of local strain on the optical probing of a Ni$^{2+}$ spin in a charged self-assembled quantum dot
本研究探究带电自组装量子点中Ni²⁺自旋光学探测受局域应变的影响,通过磁光分析揭示应变对Ni²⁺自旋结构的调控作用,识别Λ能级系统并构建含局域应变的自旋模型,明确空穴与Ni²⁺的反铁磁交换作用及低对称项的重要性。
2025-08-20 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of strained InP/GaInP quantum dots
我们计算了镶嵌在$Ga_{0.51}In_{0.49}P$中的纳米级InP岛的电子结构。计算是在包络近似下进行的,包括应变、压电极化和6个价带之间的混合的影响。电子被限制在整个岛内,而空穴被限制在应变诱导的口袋中。一个口袋形成一个环的底部附近的衬底界面的岛,而另一个是在GaInP的岛上方。这两组空穴态是解耦的。极化相关的偶极矩阵元计算这两种类型的空穴状态。
1997-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Size dependence of biexciton binding energy in strained ZnTe/(Zn,Mg)Te nanowire quantum dots
本文研究了ZnTe/(Zn,Mg)Te纳米线量子点中双激子结合能随量子点长度的变化,发现其随长度增加由束缚型转为反束缚型,并归因于压电场导致的电子-空穴分离。
2024-08-30 cond-mat.mes-hall
Mechanical strain in capped and uncapped self-assembled Ge/Si quantum dots
在这项研究中,我们数值计算的空间分布的机械应变的自组装锗(Ge)量子点(QD)生长在硅(Si)衬底上。虽然这一主题已被详尽的研究,有趣的功能还没有被解释,甚至在文献中提到。我们研究了帽层的影响,考虑两种情况:帽量子点(其中Si帽是目前以上的Ge量子点)和uncapped量子点(其中没有Si是目前以上的Ge量子点)。我们观察到,与未加帽的量子点相比,加帽量子点中的Ge更紧张。这种预期的效果归因于来自Si帽层的附加张力。然而,对于Si衬底,情况相反,在未覆盖的QD中,其应变更大,因为在这种情况下,Ge层的应变更小。我们还计算了电子和空穴的带边排列。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band engineering and elastic properties of strained armchair graphene nanoribbons: semiconductor vs metallic characteristics
扶手椅型石墨烯纳米带中的奇数个锯齿形边缘及其机械性能(例如,杨氏模量、泊松比和剪切模量)对于石墨烯基光电子器件中的带隙工程具有潜在的兴趣。在本文中,我们考虑在扶手椅型石墨烯纳米带的扶手椅型边缘处用氢钝化,然后施加应变来调节带隙。使用密度泛函理论计算,我们的研究发现,精确控制应变可以允许调整带隙从半导体到金属,然后再次切换回半导体。此外,我们还表明,氢分子钝化的应变石墨烯纳米晶可以具有大的面外变形,展示了松弛形状石墨烯的性质。我们用结合能来表示氢引起的应变。最后,我们研究了应变对石墨烯纳米带力学性能的影响,这些力学性能可用于制作基于石墨烯纳米带的应变电子器件。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Exciton fine-structure splitting of telecom wavelength single quantum dots: statistics and external strain tuning
在电荷可调器件中,研究了单个长波长(1.1μm < λ< 1.3 μm)InGaAs量子点中中性激子的精细结构分裂随外加单轴应变的变化。测量和操纵16和136 μeV之间的标称精细结构分裂。我们观察到不同的响应分裂的外部应变,包括正和负的调谐斜率,不同的调谐范围,线性和抛物线的依赖关系,表明这些物理参数强烈依赖于独特的微观结构的单个量子点。为了更好地理解实验结果,我们应用一个唯象模型来描述单轴应变下的激子极化和精细结构分裂。该模型预测,随着实验应变调谐范围的增加,可以有效地取消使用单轴应变选择电信波长点的精细结构。这些结果是有希望的产生按需纠缠光子对在电信波长。
2013-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Effect of wetting layers on the strain and electronic structure of InAs self-assembled quantum dots
采用原子力场模型和经验紧束缚模型研究了浸润层对GaAs衬底上生长的InAs自组装量子点的应变和电子结构的影响。通过比较有和没有润湿层的点,我们发现,润湿层的列入削弱了点内的应变只有1%的相对变化,而它减少了受约束的电子和空穴能级之间的能隙多达10%。应变分布的微小变化表明,应变松弛只有很少通过薄的润湿层。能隙的大幅度减小是由于限制势宽度的增加而不是势高度的改变。一阶微扰计算,或者,另外,在量子点下面的InAs盘证实了这一结论。润湿层对弱束缚电子态和强束缚空穴态的波函数的影响是不同的。电子波函数从缓冲层转移到润湿层,而空穴从点转移到润湿层。
2004-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large and uniform optical emission shifts in quantum dots externally strained along their growth axis
我们介绍了一种方法,它能够直接比较不同的量子点(QD)的光学性质的弹性应变的影响。具体地,QD被集成在由非晶应变壳包围的半导体芯线的横截面中。详细的数值模拟表明,由于壳体的力学各向同性,芯部截面的应变场是均匀的。此外,我们使用的核心材料作为一个原位应变计,产生可靠的值的发射器能量调谐斜率。这种校准技术适用于自组装InAs量子点提交增量拉伸应变沿其生长轴。与最近对垂直于其生长轴的类似QD进行的研究相反,光学光谱显示出5-10倍的调谐斜率,具有适度的色散。这些结果突出了应力方向的重要性,以优化QD响应所施加的应变,在静态和动态制度的影响。因此,它们对于波长可调谐单光子源或混合QD光机械系统的开发特别相关。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Single and Double Hole Quantum Dots in Strained Ge/SiGe Quantum Wells
即使当今最突出的基于自旋的量子位技术在能力和复杂性方面正在成熟,人们对探索可能提供优势的替代材料平台的兴趣也越来越大,例如增强的量子位控制,更长的相干时间和改进的可扩展性。异质结构材料生长的最新进展为在半导体中采用空穴自旋用于量子位应用开辟了新的可能性。未掺杂的应变Ge/SiGe量子阱由于其低无序度、大的本征自旋轨道耦合强度和不存在谷态而成为基于空穴自旋的量子比特的有希望的候选宿主。在这里,我们使用一个简单的单层栅控器件结构来演示单个量子点以及两个相邻量子点之间的耦合。这些未掺杂结构中的空穴有效质量$m$ * ~ 0.08 $m$ $_0$显著低于Si/SiGe中的电子,这表明量子点中增强的隧道耦合和工业兼容半导体平台中有利的量子位-量子位相互作用的可能性。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Substrate Index Dependence of Energy Levels in In_(0.4) Ga_(0.6) As/GaAs Quantum Dots Applicable to QD-Lasers (a six-band k.p approximation)
量子点激光器由于载流子的量子限制而具有独特的光学特性,一直是研究者们关注的焦点。在衬底上形成的外延量子点中,由于应变的重要作用,带边图听起来比简单的体材料更复杂。应变张量强烈依赖于晶格失配。各种衬底指数已被用于激光器件中,并且许多研究小组详细研究以找到最佳衬底指数。本文采用六带k.p模型研究了立方结构In_(0.4)Ga_(0.6)As-GaAs量子点的带边、能级和应变效应,并研究了它们与衬底折射率的关系。结果表明,衬底折射率的变化会影响带隙和电子、空穴的跃迁能。此外,我们表明,应变张量的分量是强烈敏感的表面指数,和对称性破坏沿空间。我们的结果似乎是非常一致的代表性公式和类似的研究。关键词:基底折射率、量子点雷射、能带边缘、应变张量。
2015-11-01 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Electro-elastic tuning of single particles in individual self-assembled quantum dots
研究了单轴应力对电荷可调器件中InGaAs量子点的影响。使用库仑阻塞和光致发光,我们观察到,单粒子能量(~ -0.5 meV/MPa)的显着调谐导致激子能量(+18至-0.9 micro-eV/MPa)在拉伸应力下的可变调谐。永久偶极子,库仑相互作用和精细结构分裂能量的适度调谐也被测量。我们利用可变激子响应来调谐同一芯片上的多个量子点进入共振。
2012-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inhomogeneous low temperature epitaxial breakdown during Si overgrowth of GeSi quantum dots
研究了非均匀应变硅盖层的低温外延击穿。通过在相干应变GeSi量子点表面上生长Si薄膜,我们区分了表面粗糙度、应变和生长取向对外延击穿机制的影响。使用原子力显微镜和高分辨率的横截面透射电子显微镜,我们发现,虽然局部晶格应变高达2%的影响可以忽略不计,生长在较高的折射率方面,如{113}显着降低了局部击穿厚度。纳米级的生长丘的形成观察以上所有的小平面取向。由于扩散长度直接取决于表面取向,我们涉及到特定的生长面的低温稳定性和动力学限制的生长丘的平均尺寸的外延厚度的变化。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the three-dimensional strain inhomogeneity and equilibrium elastic properties of single crystal Ni nanowires
我们利用三维x射线相干衍射成像来绘制晶格应变分布,并探测在非晶SiO2上垂直生长的单晶Ni(001)纳米线的弹性性质||Si衬底。重建的密度图表明,随着丝宽的增加,芯区的平衡压应力急剧减小,而表面拉应变增大,并逐渐趋于非零常数。我们使用检索的投影晶格畸变的弹性理论的基础上预测的金属丝的杨氏模量。
2012-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal Instabilities and Elastic Responses of Metals under Extreme Strain Rates
尽管高阶应变梯度对固体弹性稳定性的作用研究取得了一些进展,但晶体高阶弹性不稳定性的物理本质,特别是在极端应变率下的晶体高阶弹性不稳定性,仍然是一个谜。本文在高阶唯象理论框架下,在连续介质和原子水平上建立了无限晶体的广义弹性失稳判据。所建立的失稳判据与经典的应变失稳判据,如修正的Born判据、Λ-判据以及Bardenfeld等人提出的高阶失稳判据具有一致性。结果表明,在非均匀应力状态下,修正的Born判据不如Λ-判据精确。与高阶准则不同的是,本文考虑了三阶位移梯度的贡献,从而再现了第一应变梯度理论中著名的符号悖论。通过对高阶唯象理论的微观理解,符号悖论得到了很好的澄清。最后,利用所建立的判据研究了单晶铜和单晶铝的弹性稳定性。所得结果可以很好地解释两种金属在斜坡压缩下弹性响应的奇异性。
2018-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Strain-gradient mapping of semiconductor quantum dots
在快速发展的量子技术背景下,定位嵌入固体或流体环境中的单个量子对象,同时保持其属性不变是一个关键的要求,也是一个挑战。这种“量子显微镜”已经被证明是嵌入金刚石中的NV中心[1],以及超冷气体中的单个原子[2]。在这项工作中,我们提出了一种新的方法来确定非破坏性的位置随机分布的半导体量子点(QD)深深嵌入固体光子波导。通过将线设置为振荡运动,我们在量子点平面上产生大的应力梯度。然后,我们利用量子点发射频率对局部材料应力高度敏感的事实[3-5]来推断它们的位置,对于靠近轴的量子点,精确度范围从+/-35 nm到+/-1 nm。
2016-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
The influence of elastic strain gradient on the upper limit of flexocoupling strength, spatially-modulated phases and soft phonon dispersion in ferroics
在Landau-Ginzburg-Devonshire(LGD)理论的框架下,研究了在方形弹性应变梯度存在下,序参量和弹性应变梯度之间的挠曲耦合对具有公度和非公度长程有序相的铁电体中空间调制相(SMP)稳定性的作用.对于任意应变梯度,自由能稳定性要求有平方弹性应变梯度。得到的解析表达式表明,静态体挠曲电效应强度的大小的基本上限,由Yudin和Tagantsev建立的平方弹性应变梯度和高阶梯度项下的情况下,应被取代的挠曲电耦合强度的梯度项的存在下的温度依赖性条件。此外,我们建立了SMP出现,并成为稳定的公度铁电体,如果flexocoupling常数超过临界值,定义的约化温度,应变和序参量梯度常数,收缩和膨胀系数在LGD功能。我们计算的软声子色散铁性材料的公度和非公度的长程有序相允许平方弹性应变梯度,以及静态和动态flexocoupling。结果表明,光模的色散对弯曲耦合的影响较小,而声模的色散对耦合强度的影响较大。结果表明,随着弯曲耦合常数的变化,光模和声模的色散出现了非平凡的差异。
2016-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-enhanced strain sensitivity of quantum dots in two-dimensional semiconductors
School of Physical Sciences, Indian Institute of Technology Goa(印度理工学院果阿分校物理科学学院);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国家材料科学研究所电子与光学材料研究中心);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国家材料科学研究所材料纳米架构研究中心)
研究通过应变工程增强二维半导体中量子点的发射能量敏感性,揭示了量子限制与低能声子相互作用的增强机制,为量子光子网络的光谱匹配提供新思路。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Intrinsic limit to electron spin coherence in InGaAs quantum dots featuring strain-induced nuclear dispersion
限制在自组装量子点中的单个电子的塞曼分裂自旋态提供了光学可访问的自旋量子比特。对于III-V族材料,固态主体的核自旋提供了固有的噪声源,导致电子自旋退相时间为几纳秒。虽然在低磁场的电子自旋动力学的综合研究最近已经进行,什么限制在这些系统中的电子相干性仍然不清楚,部分原因是由于测量引起的动态极化的核浴的主导作用。我们发展了一种在不影响核环境的情况下获取量子点自旋态的全光学方法。我们使用这种方法来实现哈恩回波解耦,并达到由非均匀应变场耦合到核浴的四极矩的相干设置的内在限制。这些结果表明,电子自旋相干性的扩展超过这几微秒的限制,有必要减少应变诱导的四极加宽在这些材料。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
A vertical gate-defined double quantum dot in a strained germanium double quantum well
本文提出利用多量子阱异质结构超越平面系统,在应变锗双量子阱中实现了栅极定义垂直双量子点的运行,通过量子输运测量验证了其垂直堆叠结构,并讨论了在量子计算与模拟中的应用前景。
2023-05-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adhesion-induced fingering instabilities in thin elastic films under strain
在这项研究中,薄的弹性薄膜支撑在刚性基板上接触到一个球形玻璃压头。在接触时,粘合剂指状物以特征波长出现在接触片的周边。在接触开始之前,弹性膜也沿一个轴预应变,导致指状图案变得各向异性并与施加应变的轴对齐。这种从各向同性到各向异性图案化的过渡的特征在于定量和一个简单的模型来理解的各向异性的起源。
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
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
Strain-free, symmetrical, InGaAs quantum dots as single photon emitters in the telecomC-band
University of Milano-Bicocca(米兰比可卡大学);Technical University of Denmark(丹麦技术大学)
本文设计并制备了无应变的InGaAs量子点,用于在1550 nm波段作为单光子发射器,展示了其高质量和单光子纯度。
2026-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Crossed Andreev reflection and elastic co-tunneling in a three-site Kitaev chain nanowire device
本研究构建了三格点Kitaev链结构的InSb混合纳米线器件,观测到相邻量子点间的交叉Andreev反射、弹性共隧穿及三量子点序贯隧穿,为实现长Kitaev链的拓扑超导奠定了基础。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Tailoring exciton dynamics by elastic strain-gradient in semiconductors
随着器件小型化接近原子极限,人们非常希望利用新的范例来定制材料中的电子结构和载流子动力学。原则上可以应用弹性应变来实现对这些性质的可逆和快速控制,但在半导体中产生和利用精确控制的不均匀变形仍然是一个巨大的挑战。在这里,我们采取了一个结合的实验和理论的方法来证明,弹性应变梯度可以可控地和可逆地创建在ZnO微/纳米线。特别是,我们表明,不均匀的应变分布创建一个有效的字段,从根本上改变了中性激子的动力学。由于这些结果背后的基本原理是相当通用的,适用于大多数半导体,这项工作指出了一个新的路线,在电子学,光电子学和光化学的广泛应用。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quadrupolar spectra of nuclear spins in strained InGaAs quantum dots
自组装量子点(QD)诞生于晶格失配的成分,其中应变起着不可或缺的作用。通过电四极耦合,应变影响磁环境,如核自旋所见。为了指导未来的单量子点核磁共振(NMR)以及动态核自旋极化实验,应变和四极场分布的原子洞察力。已经确定了QD的结构和组成概况的一些含义。量子点几何形状的高纵横比增强了四极相互作用。倾斜的界面引入双轴性和主四极主轴远离生长轴的倾斜;将镓混合到QD中的合金增强了这两个特征,同时降低了四极能量。关于NMR谱,法拉第和Voigt几何形状的调查,解开在第一位的非均匀加宽的延伸和外观的正常禁戒跃迁。此外,它表明,从NMR谱的主要延伸的合金的摩尔分数的单个QD可以推断。通过元素分辨的核磁共振强度,它被发现,在核有一个因素的五个优势超过那些作为。在外部磁场的存在下,四极和塞曼制度之间的边界线提取为1.5 T的In和1.1 T的As核。在这些值的核自旋去极化率得到最大化,由于非共线的长期超精细相互作用与一个居民电子在量子点。
2012-05-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph