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
Microscopic theory on magnetic-field-tuned sweet spot of exchange interactions in multielectron quantum-dot systems
由双量子点系统中的双电子状态定义的单重态-三重态量子位（“双电子单重态-三重态量子位”）中的交换相互作用通常随着交换相互作用单调变化，因此不携带最佳点。本文研究了双量子点系统中由四电子态定义的单重态-三重态量子比特（“四电子单重态-三重态量子比特”）。我们证明，使用组态相互作用计算，在四电子单重态-三重态量子比特的交换能量作为失谐的函数可以是非单调的，这表明存在的甜蜜点。我们进一步表明，通过垂直磁场调谐的最佳点和相应的交换能可以与轨道分裂的变化。我们的研究结果表明，具有两个以上电子的单重态-三重态量子比特在实现量子计算方面具有优势。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport-induced suppression of nuclear field fluctuations in multi-quantum-dot systems
核自旋系综随机涨落产生的磁噪声是许多多量子点多电子自旋量子比特退相干的主要来源。在这里，我们详细研究了直流电流对双量子点和三量子点中耦合电子-核自旋动力学的影响。我们认为这两个系统有和没有显着的自旋-轨道耦合，并发现在所有情况下的电子流可以诱导一个过程的动态核自旋极化，有效地抑制了核极化梯度在相邻的点。由于这些梯度正是在量子比特子空间中起有害作用的核场的分量，我们相信这提供了一种直接的方法，可以将多电子自旋量子比特的相干时间延长至少一个数量级。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall
Electronic Correlations in Multielectron Silicon Quantum Dots
本文提出了一种基于Hartree-Fock理论的硅量子点建模方法，该方法考虑了强电子-电子相互作用、导带谷和有效质量等复杂性，揭示了电子-电子相互作用与谷自由度的重要性，并探讨了各向异性对量子点形成的影响。
2024-07-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-equilibrium dynamics in coupled quantum dots
本工作的目的是研究耦合量子阱对中电子的非平衡动力学。为了达到这个目的，我们考虑了双量子阱中电子的非对称分布。在考虑电子-声子相互作用和含时Hartree势的情况下，导出了多电子量子点中载流子波函数的非线性动力学演化。我们表明，有一个静电陷阱的一部分注入到量子阱的电子的可能性。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall
Bell-state tomography in a silicon many-electron artificial molecule
一个纠错的量子处理器将需要数百万个量子比特，这突出了纳米级器件的优势，比如硅量子点。然而，对于每一个具有纳米尺度的器件，原子水平的无序对量子比特的均匀性是有害的。在这里，我们研究了两个自旋量子比特限制在硅双量子点人工分子。每个量子点具有坚固的壳结构，并且当在5或13个电子的占据下操作时，分别在其$p$ -或$d$ -轨道中具有单个自旋- $\frac{1}{2}$价电子。这些较高的电子占据屏蔽了原子级的无序。更大的多电子波函数还使得相邻量子位电子之间能够显著重叠，同时为间隙交换栅电极腾出空间。我们利用微磁体的磁场梯度实现了一个通用的量子门组，用于电驱动的单量子比特门，并通过脉冲交换耦合实现了一个门电压控制的点间势垒来实现两个量子比特门。我们使用这个门设置，以展示保真度90.3%的多电子量子比特之间的贝尔状态准备，证实了两个量子比特状态断层扫描使用自旋宇称测量。
2020-08-10 cond-mat.mes-hall
Negative exchange interactions in coupled few-electron quantum dots
实验表明，当一个双电子量子点交换耦合到一个包含大约一百个电子的较大的量子点时，在线性三点系统中会产生负交换相互作用。这种负交换的起源可以追溯到更大的量子点，其表现出类似于自旋三重态而不是类似于自旋单重态的基态。在这里，我们使用的微观模型的基础上的配置相互作用（CI）的方法，三重态和单重态的基态实现取决于电子的数量。在只有四个电子的情况下，一个完整的CI计算表明，三重态的基态发生足够大的点。这些结果适用于Si和GaAs中的对称和非对称量子点，表明负交换相互作用在少电子双量子点中是稳健的，并且不需要大量的电子。
2018-06-04 cond-mat.mes-hall
Optically induced spin gates in coupled quantum dots using the electron-hole exchange interaction
我们提出了一种快速光诱导双量子位\textsc{c-phase}门，它位于一对耦合量子点中的两个自旋之间。在两个点上延伸的激发束缚态提供了有效的电子-电子交换相互作用。电子-空穴交换相互作用使门成为可能，它隔离了系统中的单个跃迁。当与适当的单量子比特旋转相结合时，这个门产生两个自旋的纠缠态。
2008-09-11 cond-mat.mes-hall
Exchange-correlation energy densities for two-dimensional systems from quantum dot ground-states
本文提出了一种新的方法，如何提取偏振相关的交换相关能量密度的二维系统从参考密度和能量的量子点精确对角化提供。与文献中的结果相比，我们发现在高密度的政权的所有偏振的系统修正。
2003-07-23 cond-mat.mes-hall
Exchange coupling in silicon quantum dots: Theoretical considerations for quantum computation
我们研究了硅双量子点中的交换耦合，由于它们的长自旋相干时间，它们被认为是自旋量子比特的合适候选者。我们详细讨论了两种替代方案，已提出在量子点实现自旋量子比特。一种方案使用单个点中的自旋态，并且点间交换耦合控制无偏点之间的相互作用。另一种方案采用偏置双点的单重态和三重态作为组成量子比特的两能级系统，交换控制能级的能量分裂。这两种配置中的交换机对系统参数的依赖不同。我们的工作依赖于Heitler-London近似和Hund-Mulliken分子轨道方法。我们得到的结果使我们能够调查系统的灵敏度背景电荷波动和确定的条件下，最佳的斑点，在其中的影响最小化的电荷噪声，可能存在于硅双量子点结构。
2010-02-12 cond-mat.mes-hall
Engineering Exchange Coupling in Double Elliptic Quantum Dots
利用模型约束势研究了在磁场作用下含有两个电子的不同纵横比的耦合椭圆量子点。采用数值精确对角化方法求解单粒子和双粒子薛定谔方程，得到交换能和化学势。随着垂直和平行于双点耦合方向的约束强度之比的增加，零磁场处的交换能增加，而单重态-三重态跃迁的磁场减小.通过研究电荷稳定性图，我们发现，随着点间失谐量的增加，交换能的绝对值超线性增加，然后饱和。这种现象是由于非对称量子点系统中单重态和三重态之间的电子密度差异造成的。
2006-10-11 cond-mat.mes-hall
Exchange and the Coulomb blockade: Peak height statistics in quantum dots
研究了交换作用对混沌量子点中库仑阻塞峰高统计的影响。由于交换作用降低了多体谱中的能级排斥，它强烈地影响了有限温度下峰值电导的涨落。我们发现，包括交换大大提高了实验数据的描述。此外，它提供了在这样的系统中存在高自旋态（S>1）的进一步证据。
2003-03-31 cond-mat.mes-hall
Inter-shell exchange interaction in CdTe/ZnTe quantum dots: magneto-photoluminescence of X, X2- and XX-
本文对自组装CdTe/ZnTe量子点中的交换作用进行了全面的光致发光研究。我们利用单量子点光致发光光谱中存在的多电荷态，同时分析了不同激子跃迁的精细结构，包括中性激子/双激子、双电荷负激子和负电荷双激子的复合.我们证明了精细结构的结果，从电子-空穴交换相互作用和自旋哈密顿量与有效的交换常数$δ_i$可以提供一个很好的描述每个过渡磁场法拉第和Voigt场几何。我们确定并讨论了一个大的统计量的量子点的有效交换常数的值。
2011-06-27 cond-mat.mes-hall
Charge-noise tolerant exchange gates of singlet-triplet qubits in asymmetric double quantum dots
在半导体双量子点单重态-三重态量子比特结构中，由于量子比特的电荷环境引起的退相干是实现大规模量子计算的一个严重障碍。电荷退相干的影响可以通过在所谓的甜蜜点区域中操作量子位来减轻，在甜蜜点区域中，量子位对电噪声不敏感。在本文中，我们提出了基于两个不同尺寸的量子点的单重态-三重态量子比特。这样的非对称双点系统允许实现具有在较大点的双占用电荷区域中操作的可控交换分裂$J$的交换门，其中量子位对电荷噪声具有高弹性。在较大的点中，可以使用磁场将$J$淬灭到小于点内隧穿的值，而较小的点及其较大的分裂可以用于量子位的投影读出。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction and stability diagram of coupled quantum dots in magnetic fields
计算了磁场中两个耦合量子点的电荷稳定性图。通过精确对角化求解单粒子和双粒子薛定谔方程，得到了这些体系的化学势和交换能。通过分析化学势随外加偏压和磁场的变化，可以区分点间弱耦合和强耦合。稳定性图中化学势曲率和双三相点间距的变化证实了点间耦合随磁场的增加而减小。计算的交换能也被发现是显着小于从稳定性图估计的值。
2006-07-22 cond-mat.mes-hall
Quantum Information Protectorates in Coupled Quantum Dot Exchange Gates
利用精确对角化方法研究了垂直磁场作用下双电子双量子点人工分子的低能Hilbert空间。我们发现，电子绑定到涡旋诱导基态之间的几个自旋跃迁。此外，偶数或奇数涡度的最低激发态混合，打开了一个保护存储在强关联量子点分子的自旋态中的量子信息的反交叉。
2003-11-19 cond-mat.mes-hall
Coherent multi-spin exchange coupling in a quantum-dot spin chain
半导体量子点中相邻电子自旋之间的海森堡交换耦合为量子信息处理和模拟提供了强有力的工具。虽然到目前为止还没有实现，扩展海森堡自旋链可以实现长距离量子信息传输和非平衡量子态的产生。在这项工作中，我们实现了在一个四重量子点的所有最近邻自旋对之间的同时，相干交换耦合。实现同步交换耦合的主要挑战是交换耦合对栅极电压的非线性和非局部依赖性。通过结合静电模拟和理论建模，我们表明，这一挑战主要是由于量子点在门脉冲的横向位移。在此基础上，我们开发了两种模型，可以用来预测所需的一组交换耦合的限制栅电压。虽然模型参数取决于所需的交换耦合的数量（这表明除了横向波函数偏移的影响是重要的），模型足以使所有三个交换耦合在一个四重量子点的同时和独立的控制。我们证明了两个，三个和四个自旋交换振荡，我们的数据与模拟一致。
2020-07-08 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
Carrier-Dopant Exchange Interactions in Mn-doped PbS Colloidal Quantum Dots
利用圆偏振磁光致发光研究了Mn掺杂PbS胶体量子点中载流子-掺杂剂交换作用。Mn替代掺杂导致低至5 K的顺磁行为。当未掺杂的量子点显示负圆极化时，Mn掺杂将其符号改变为正。在T=7 K和B=7特斯拉时，实现了40%的圆偏振值。结果被解释在塞曼分裂的带边状态中的载流子-掺杂剂交换相互作用的存在下，是定性不同的s，p-d交换相互作用在II-VI系统。
2012-08-03 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
Size effects in the exchange coupling between two electrons in quantum wire quantum dots
本文从理论上研究了量子线中耦合量子点三维势场中的双电子系统的性质。为此，我们实现了变分海特勒-伦敦方法，最小化系统能量相对于电子试验波函数中的变分参数。我们发现隧穿和交换耦合随点间距离和点间势垒高度的增加呈指数衰减。在准一维的限制，通过减少线的直径，我们发现，点之间的重叠减少，这导致在下降的交换耦合。我们还讨论了我们的变分海特勒-伦敦方法的模型势参数的有效性，并将我们的结果与现有的实验数据进行比较，找到两种方法之间的良好协议。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall
Untangling the valley structure of states for intravalley exchange anisotropy in lead chalcogenides quantum dots
提出一种广义程序，可从纳米结构原子级计算的量子受限态波函数中还原体相类谷局域波函数，应用于铅硫族量子点提取谷内交换哈密顿量，发现PbS的谷内交换矩阵元各向异性远强于PbSe。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and anisotropic exchange in two-electron double quantum dots
研究了自旋轨道相互作用对双电子横向耦合量子点能谱的影响。研究了F. Baruffa等人，物理修订版信函104，126401（2010）面临着在零和有限磁场中的单量子点和双量子点中的精确数值结果。一般情况下，双点的各向异性交换哈密顿量在定量上是可靠的。有两个特别重要的发现：i）由于没有与最近激发能级的耦合，模型即使对于最大可能的点间耦合（单个点）也是有效的，这是点对称性的一个事实。ii）在弱耦合状态下，Heitler-London近似即使在有限磁场中也给出了定量正确的各向异性交换参数，尽管已知该方法对于各向同性交换失败。GaAs量子点的解析模型（采用线性Dresselhaus和Bychkov-Rashba自旋轨道项）与数值数据之间的微小差异被发现主要是由于立方Dresselhaus项。
2010-07-22 cond-mat.mes-hall
Influence of confining potentials on the exchange coupling in double quantum dots
我们报告简单的表达式内计算的Heitler-London和Hund-Mulliken近似使用四种不同的限制势的双量子点的交换耦合。在大的点间距离和大的磁场下，交换耦合并不显著地依赖于电势的细节。相反，在低场和短距离的交换耦合的不同行为可以归因于特定的功能的潜力。我们的结果可能是有用的指导方针，在数值研究和模拟实验。
2010-04-14 cond-mat.mes-hall
Tunable Exchange Interaction in Quantum Dot Devices
从理论上讨论了半导体量子点之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。当具有局部自旋的每个QD耦合到半导体中的传导电子时，间接交换相互作用，即，RKKY相互作用是在两个局部自旋之间引起的。量子点之间的RKKY相互作用是由半导体中的费米海介导的，通过改变费米能可以调制交换相互作用的大小甚至符号，从而导致量子点器件中的可调磁跃迁。我们估计的RKKY量子点相互作用的大小作为电子密度和点间距离的函数。
2004-04-26 cond-mat.mes-hall
Quantum Dots Attached to Ferromagnetic Leads: Exchange Field, Spin Precession, and Kondo Effect
自旋电子器件依赖于自旋极化电子的存在引起的自旋相关的输运行为。另一方面，通过纳米结构的传输由强库仑相互作用主导。我们研究了两个场相交的模型系统，一个附着在铁磁导线上的量子点。铅中的自旋极化和量子点中的强库仑相互作用的组合产生了作用于量子点中的电子自旋的交换场。取决于参数制度，这个交换场是可见的运输无论是通过一个进动的积累点自旋或通过诱导的水平分裂。我们回顾了各种运输制度的情况，并更详细地讨论其中两个。
2004-04-21 cond-mat.mes-hall
Strong Electron-Hole Exchange in Coherently Coupled Quantum Dots
我们研究了垂直堆叠量子点中的少体态。由于小的点间隧穿速率，在我们的系统中的耦合是在一个以前未探索的制度，其中电子空穴交换是占主导地位的自旋相互作用。通过调整栅极偏置，我们能够关闭这种耦合，并研究一个互补的制度，总电子自旋是一个很好的量子数。差分传输的使用使我们能够获得明确的签名之间的相互作用的电子和空穴的自旋相互作用。小的隧道耦合也使我们能够展示全光电荷传感，其中一个点中的条件激子能量偏移识别耦合伙伴的充电状态。
2007-07-16 cond-mat.mes-hall
Electrical single spin read-out using an exchange-coupled quantum dot
本文提出了一种连续读出单个电子自旋态的新方法。我们的检测方案是基于电子自旋和附近的读出量子点之间的交换相互作用。两个系统之间的耦合导致通过读出点的自旋相关电导，并建立全电和非破坏性的单自旋检测。电导变化高达4%，读出的结晶度大于99.5%，这种方法代表了一种替代系统的自旋到电荷转换不能实现。使用半经典的方法，我们提出了一个不对称的交换耦合模型与我们的实验结果吻合得很好。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction effects in the thermodynamic properties of quantum dots
我们研究了量子点系统热力学性质中的电子-电子相互作用效应。在自洽Hartree-Fock近似下，得到了有限温度下比热C_v的直接贡献和交换贡献.交换诱导的相变观察和转变温度示出成反比的系统的大小。在相互作用强度（rs ~ 1）的中间区域，交换对C_v的贡献大于直接贡献和动力学贡献。电子-电子相互作用改变了磁场引起的C_v振荡的幅度和周期。
2004-12-20 cond-mat.mes-hall
Impact of the valley orbit coupling on exchange gate for spin qubits in silicon quantum dots
简并导带谷的存在以及它们如何通过界面混合在决定硅纳米结构中的电子相互作用和光谱中起着关键作用。本文研究了对称双电子硅双量子点中谷相对交换相互作用的影响。通过组态相互作用计算，发现交换分裂在两点间的谷相位差为有限值时被抑制，当相位差为π时，交换分裂达到最小值（{ \sim } 0）.这种抑制可以用哈伯德模型通过基态单重态和三重态上的双占据态的谷相位依赖的修整来解释。更高轨道态的贡献在确定交换能的值方面也起着至关重要的作用，交换能是诸如自旋量子比特交换门等应用的关键参数。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall
Exchange-controlled single-electron-spin rotations in quantum dots
我们从理论上表明，任意相干旋转可以快速进行（门控时间~1 ns），并具有高保真度的自旋上的一个单一的限制电子仅使用控制交换，而不需要自旋轨道耦合或交流领域。我们期望在GaAs量子点中实现该方案将获得η~ 10^{-3}数量级的门错误率，在几种已知的纠错协议的范围内
2007-04-23 cond-mat.mes-hall
Optical study of electron-electron exchange interaction in CdTe/ZnTe quantum dots
利用光致发光技术对自组装CdTe/ZnTe量子点中的电子-电子交换作用进行了实验研究。这种相互作用的性质和强度是通过同时观察双负电荷激子的各种复合通道获得的，包括以前未被识别的与最终状态中的电子单重态配置相关的发射线。对应于电子-电子相互作用的交换积分的电子单重态-三重态分裂的典型值已被确定为20.4 meV，其中跨越量子点的宽群体的扩散为1.4 meV。我们还发现在法拉第几何中，在磁场作用下，单重态和三重态之间的能量差出乎意料地减小。
2013-04-22 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction of hole-spin qubits in double quantum dots in highly anisotropic semiconductors
研究了在磁场和电场共同作用下，硅纳米线双量子点中两个空穴自旋量子比特之间的交换相互作用。基于对称性的论点，我们表明，存在一个有效的自旋，即使在高度各向异性的半导体中是保守的，只要该系统具有相对于所施加的磁场的方向的双重对称性。这一发现有利于量子比特基态的定义，简化了耦合量子点中两量子比特门的交换相互作用形式。如果磁场是沿一个通用的方向，立方各向异性项作为一个有效的自旋轨道相互作用引入新的交换耦合，即使是反演对称设置。以硅纳米线双点为例，给出了各向异性交换相互作用项的相对强度，并计算了$\sqrt{\text{SWAP}}$门的保真度。此外，我们表明，各向异性引起的自旋轨道效应可以与直接Rashba自旋轨道相互作用的实验可行的电场强度。
2020-04-16 cond-mat.mes-hall
Dressed basis sets for the modeling of exchange interactions in double quantum dots
Univ. Grenoble Alpes, CEA, IRIG-MEM-L Sim（格勒诺布尔阿尔卑斯大学, 法国原子能与替代能源委员会, IRIG-MEM-L Sim）
本研究针对双半导体量子点自旋量子比特的交换相互作用微观建模问题，构建了含修饰态的约化基组，大幅减少基函数数量，应用于锗双空穴量子点并分析多种因素的影响，验证了其在含时计算中的适用性。
2025-10-30 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
A configuration interaction analysis of exchange in double quantum dots
我们详细描述了一个全组态相互作用（CI）的方法，旨在分析量子点系统。这种方法能够探索参数空间的大区域，就像Heitler London和Hund Mulliken等更近似的方法一样，尽管它不限于弱耦合点。特别地，这种方法非常适合于基于固态量子点的量子比特的分析，并且我们考虑了双量子点（DQD）单重态-三重态量子比特的情况。过去的分析所使用的技术要么在它们可以使用的范围内受到很大的限制，要么是设备特定的，不适合探索大范围的参数空间。我们分析了如何DQD交换能量，这是中央的量子比特旋转门的操作，取决于一组通用的系统参数，包括磁场，DQD失谐，点的大小，和点分离。我们讨论了这些结果的影响，真正的设备的建设。我们提供了一个基准的CI直接比较结果从CI方法与精确的结果为两个电子在一个单一的抛物线电位（点）。
2010-06-14 cond-mat.mes-hall
Controlled exchange interaction for quantum logic operations with spin qubits in coupled quantum dots
研究了一个限制在两个耦合半导体量子点中的双电子系统，作为对自旋量子比特进行量子逻辑运算的候选系统。我们研究了不同的过程交换电子自旋控制开关/关闭交换相互作用。所得到的自旋交换对应于量子信息处理中的基本操作。我们对含时薛定谔方程进行了直接的时间演化模拟。我们的研究结果表明，为了获得充分的交换自旋交换相互作用应该在时间上平滑地变化。在相应的时间特性中的跳跃和尖峰的存在导致自旋交换时间的相当大的增加。我们提出了几种机制来修改交换相互作用，通过改变的限制电位分布，并讨论了它们的优点和缺点。
2006-12-28 cond-mat.mes-hall
Effect of Exchange Interaction on Spin Dephasing in a Double Quantum Dot
我们测量了在双电子双量子点中的单重态-三重态退相，在交换相互作用的存在下，交换相互作用可以从比超精细能量小得多到比超精细能量大得多进行电调谐。当两种相互作用强度相当时，观察到自旋相关器的失相饱和和阻尼振荡随时间的变化。这两个功能的数据进行比较，从准静态模型的超精细场的预测。
2006-07-03 cond-mat.mes-hall
Highly tunable exchange-only singlet-only qubit in a GaAs triple quantum dot
我们提出了一种在GaAs基三重量子点中实现单重态自旋量子比特的方法。在中心的多电子点中，库仑相互作用和面外磁场之间的相互作用产生了具有可调谐的单重态-三重态分裂的能谱，其可以被利用来产生具有量子比特分裂的六粒子单重态量子比特，该量子比特分裂可以通过调节外部磁场在数十个$μ$ eV上直接调谐。我们确认了量子位的完全基于交换的电控制，并证明了由于其单线态性质而具有的优越的相干性。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall
Enabling Modularity for Spin Qubits via Driven Quantum Dot-Mediated Entanglement
University of Rhode Island（罗德岛大学）
本文提出利用驱动电场的量子点实现自旋量子比特纠缠，展示了一种无需复杂脉冲序列的快速通用纠缠门，结合先前研究的远距离纠缠方法，实现量子信息处理的模块化。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interplay between multipole expansion of exchange interaction and Coulomb correlation of exciton in colloidal II-VI quantum dots
研究了库仑关联对锌基CdSe/ZnS核壳结构和纤锌矿ZnO量子点中基态激子发射特性的影响。我们验证了我们的理论模型通过比较计算的激子能量的CdSe/ZnS量子点的光致发光和扫描近场光学显微镜测量的结果。我们用它来估计量子点的直径，使用一个简单的模型的基础上无限深的量子阱和比较的结果与统计的CdSe/ZnS点的原子力显微镜扫描，获得良好的协议。在此基础上，我们计算了激子的能量精细结构，发现锌掺杂的CdSe/ZnS和纤锌矿结构的ZnO量子点的性质有很大的不同。前者的精细结构主要由交换作用的多极展开的偶极项决定，而后者的精细结构主要受库仑关联的影响。此外，相关性还对~ZnO量子点中激子的结合能和发光辐射率有很大的影响。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
Atomistic tight-binding Hartree-Fock calculations of multielectron configurations in P-doped silicon devices: wavefunction reshaping
本文提出一种自洽的原子级紧束缚 Hartree-Fock 方法，计算并分析了硅中磷原子及二聚体的多电子态，发现该方法能准确估算电子排斥能且计算成本更低，并预测了双电子系统的反铁磁基态与三电子弱束缚态。
2025-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Tunneling density of states in quantum dots with anisotropic exchange
我们重新研究了量子点和纳米颗粒中的隧穿态密度，该模型是普适哈密顿量到单轴各向异性交换情况下的推广。在任意单粒子能谱的情况下，我们得到了隧道态密度的精确解析结果。我们发现，类似于各向同性交换的情况下，作为能量的函数的隧穿态密度具有最大值，由于在Stoner不稳定性附近的基态的总自旋的有限值。我们证明，有没有额外的极值已被预测的基础上微扰分析[M. N。Kiselev和Y. Gefen，Phys. Rev. Lett. { \bf 96}，066805（2006）]。
2015-04-18 cond-mat.mes-hall
On the competition between the Kondo effect and the exchange interaction in a parallel double quantum dot system
利用有效作用量场论研究了平行双量子点系统中近藤效应与交换相互作用之间的竞争。利用Hubbard-Stratonovich变换和标量势场的引入处理了DQD中的在位库仑相互作用。我们表明，一个自洽的微扰方法，它考虑到作用在DQD中的电子的势场的统计特性，以及描述的交叉从近藤政权在这个系统中的自旋单重态。得到了该体系的线性电导和点内/点间自旋激发谱
2018-12-05 cond-mat.mes-hall
Interplay between hyperfine and anisotropic exchange interactions in exciton luminescence of quantum dots
该研究理论分析量子点中激子发光，探讨超精细与各向异性交换相互作用，计算偏振度对磁场依赖，揭示特殊机制下的光学取向。
2024-05-24 cond-mat.mes-hall
Full Counting Statistics of Electron Tunneling through Coherently Coupled Quantum Dots: Exchange Interaction Effect on Shot Noise
研究了考虑库仑相互作用的单量子点和相干耦合量子点中电子隧穿的零频散粒噪声。在Hartree-Fock近似下，在全计数统计的框架下，自洽地导出了电流和零频散粒噪声的解析表达式。结果表明，在量子量子点中，点间库仑相互作用引起的零频散粒噪声的修正项与无相互作用的散粒噪声相比几乎可以忽略不计，而在量子点中，即使在对称的情况下，点间相干涨落和强的点间库仑相互作用的相互作用也会引起超泊松噪声.
2014-12-10 cond-mat.mes-hall
Two-phonon assisted exciton spin relaxation due to exchange interaction in spherical quantum dots
利用时间分辨和极化分辨瞬态吸收测量研究了零磁场下非掺杂准球形CdS量子点的自旋弛豫。与以前的研究不同，这些系统中，测量的信号进行了校正自旋不敏感的贡献的激子漂白动力学，{允许我们确定}纯自旋相关的激子动力学。为了解释所观察到的几纳秒的室温自旋弛豫时间，我们提出了一种新的机制，基于能级内激子跃迁与一个LO声子的发射，另一个LO声子的吸收，和电子自旋翻转，这是由电子-空穴交换相互作用驱动。在目前的工作中，计算不同尺寸的量子点和温度下的跃迁速率，与我们的实验结果相当一致。
2007-09-26 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction-driven dynamic nuclear polarization in Mn-doped InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究了单个自组装InGaAs/GaAs量子点中的光自旋取向和动态核极化（DNP），其中Mn原子是一种磁性杂质，为中性受主A $^0$提供了有效的自旋$J=1$。我们发现在这种量子点中光生电子的自旋可以通过准共振圆极化激发有效地取向。然而，对于通过补偿与A $^0$的交换相互作用$Δ_e$的磁场而准简并的电子自旋能级，由于交换的各向异性部分而存在完全去极化。尽管如此，在大多数研究的量子点中，自旋极化的光电子产生明显的DNP，其随着纵向磁场而生长，直到临界场，在临界场处其突然消失。对于某些量子点，在不同的磁场下观察到这种DNP序列的几个副本。这种惊人的行为定性讨论的结果，不同的交换相互作用所经历的电子，驱动DNP率通过电子-核自旋触发器的能量成本。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Floquet Nonequilibrium Green's functions with Fluctuation-Exchange Approximation: Application to Periodically Driven Capacitively Coupled Quantum Dots
本研究采用含涨落-交换近似的Floquet格林函数方法，研究周期驱动下电容耦合量子点的能量转移动力学，发现该过程分四阶段且存在对应最优完成的驱动频率。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall
Statistics of Spin Fluctuations in Quantum Dots with Ising Exchange
在考虑伊辛交换作用的泛哈密顿量框架下，研究了单粒子能级涨落对强自旋轨道耦合量子点中Stoner不稳定性的影响.我们减少了问题的研究统计极值的某一高斯过程，并表明，尽管单粒子水平的随机性，纵向自旋磁化率和所有的时刻发散同时在点的Stoner不稳定性，这是由标准只涉及平均水平间距。
2014-05-08 cond-mat.mes-hall
Work exchange, geometric magnetization and fluctuation-dissipation relations in a quantum dot under adiabatic magnetoelectric driving
研究了在双参数驱动下，具有库仑相互作用的量子点的电荷、自旋和能量随栅压和磁场变化的绝热动力学。量子点在温度$T=0$下耦合到单个储层，因此，净能量动力学是完全耗散的。然而，在存在多体相互作用的情况下，会发生其他有趣的机制，例如两种力之间的净交换功以及具有不同自旋方向的电荷的非平衡积累。后者具有几何性质。耗散以瞬时焦耳定律的形式发生，具有通用电阻$R_0=h/2e^2$。我们表明这个焦耳定律和瞬时波动耗散关系之间的关系。后者导致广义Korringa-Shiba关系，有效的费米液体制度。
2019-03-26 cond-mat.mes-hall
Spin separation and exchange for quantum dots in the Overhauser field
我们描述了量子线中双量子点中两个电子系统的自旋和电荷动力学。自旋动力学是由存在自旋-轨道相互作用的电子运动和由于核自旋而随机变化的局部Overhauser场驱动的。薛定谔方程的求解与时间相关的配置相互作用的方法，允许系统动力学的精确描述。模拟了失谐量变化引起的自旋分离、交换和自旋-电荷转换读出过程。的自旋分离和自旋电荷转换的背景下的朗道-齐纳过渡的电位变化的速率是必要的。超精细场的随机组态的平均产生自旋交换结果，定性地与实验数据一致。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall
Effect of confinement potential shape on exchange interaction in coupled quantum dots
采用组态相互作用方法，利用不同形状的限制势研究了耦合量子点中电子的交换相互作用。禁闭势已被参数化的两个中心的幂指数函数，这使我们能够调查各种类型的QD的描述的软或硬的电位的不同范围。对于软（高斯）约束势的交换能量随着点间距离的增加，由于减少点间隧道。对于硬（矩形状）的限制势，我们已经发现了一个非单调行为的交换相互作用的限制势中心之间的距离的函数。在这种情况下，交换相互作用能表现出明显的最大值的限制电位分布，其对应于由具有深势阱的小内部QD嵌入在具有浅势阱的大外部QD中组成的纳米结构。这种效应是由于电子在量子点内部的强烈局域化，导致了大的单重态-三重态分裂。这一发现的量子逻辑操作的影响进行了讨论。
2007-12-11 cond-mat.mes-hall
Suppression of Hyperfine Dephasing by Spatial Exchange of Double Quantum Dots
我们研究了双量子点中一对电子自旋的逻辑量子比特系统。每个电子经历与晶格的局部核的不同的超精细相互作用，导致相对相位差，从而退相干。已经提出了诸如核极化、状态窄化和自旋回波脉冲等方法来延迟退相干。相反，我们建议通过实空间中的点的绝热旋转来抑制超精细退相，从而导致相同的平均超精细相互作用。结果表明，在自旋轨道耦合作用下，由于运动引起的附加效应仍然小于超精细相互作用，并且在10次退耦循环后，不保真度小于10^{-4}.我们讨论了一个可能的实验装置和物理限制，这个建议。
2012-11-20 cond-mat.mes-hall
