Graphene based quantum dots
在钌上的单层石墨烯上识别出横向局域电子态。各个状态间隔3 nm，包含约90个碳原子的区域。这构成了一个量子点阵列，其由石墨烯层的介电常数调制的量子阱共振所证明。量子阱共振在石墨烯与表面解耦的孤立的“山”区域上最强。这种奇特的纳米结构预计将成为单电子物理学的重要组成部分，它将零维分子和二维石墨烯连接在一个高度规则的晶格上。
2009-11-20 cond-mat.mtrl-sci
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
Magnetic field induced confinement-deconfinement transition in graphene quantum dots
无质量的狄拉克粒子不能被静电势限制。这对于制造石墨烯量子点是一个问题，但是限制可以用磁场来实现，并且在这里，导出了限制态和去限制态的一般条件。有一类势，其状态的性质可以随意控制。然后发生限制-解除限制的转变，这使得克莱因悖论在石墨烯点中被实验探测。
2008-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum dots based on spin properties of semiconductor heterostructures
讨论了通过空间调制III-V族异质结中自旋轨道耦合强度获得新型半导体量子点的可能性。利用有效质量模型，我们预测了具有特殊自旋性质的受限单电子态。此外，从平均场计算（局域自旋密度和Hartree-Fock），我们发现，即使是两个电子可以在这些点形成一个束缚态。
2004-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Patterning Nanoroads and Quantum Dots on Fluorinated Graphene
使用从头算方法，我们已经研究了石墨烯的结晶，并发现，不同的化学计量相可以形成没有成核势垒，与完整的“2D-Teflon”CF相是热力学上最稳定的。氟化石墨烯是一种绝缘体，并且被证明是用于图案化原始石墨烯的纳米电极和量子点的完美基质-宿主。可以通过改变边缘取向和宽度来调节纳米颗粒的电子和磁性。量子点的最高占据和最低未占据分子轨道（HOMO-LUMO）之间的能隙是依赖于尺寸的，并且显示出典型的狄拉克费米子的限制。此外，我们研究了不同的基本覆盖的石墨烯（与化学计量CF和C $_{4}$ F）的带隙的影响，并显示这些材料的适用性主机石墨烯量子点具有独特的电子性能。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Triplet-singlet relaxation in semiconductor single and double quantum dots
研究了双电子半导体量子点中的三重态-单重态弛豫。讨论了单点和垂直耦合双点。在我们的工作中，电子-电子库仑相互作用，这在电子结构中起着重要的作用，包括在内。自旋-轨道耦合是导致三重态-单重态弛豫的关键。我们发现，文献中广泛使用的选择规则是不正确的，除非在单量子点的交叉/反交叉点附近。通过改变势垒高度、量子点间距、外加磁场和量子点尺寸，可以显著改变双量子点的三重态/单重态弛豫。
2007-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar Heterostructure Graphene -- Narrow-Gap Semiconductor -- Graphene
我们研究了一个平面异质结构组成的两个石墨烯薄膜分离的窄隙半导体带。我们证明了当石墨烯布里渊区的狄拉克点位于窄禁带半导体的带隙中时，不存在克莱因悖论。存在依赖于入射角的能量范围，在该能量范围内存在势垒上阻尼解。因此，这种异质结构是一种“过滤器”，在一定范围内的入射角的粒子传输上的势垒。我们讨论了这种异质结作为一个“开关”的应用的可能性。
2008-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tuning of energy levels and optical properties of graphene quantum dots
利用紧束缚方法对锯齿形和扶手椅形六边形石墨烯量子点的磁性能级和光学性质进行了理论研究。在没有磁场的情况下，锯齿形量子点出现了一个新的零能量束缚边态。随着磁场的增加，量子点的磁能级呈现出Hofstadter-butterfly谱，并接近二维石墨烯的朗道能级。光学性质由边缘的大小、类型和外部磁场调节。
2008-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Optical properties of graphene quantum dots: the role of chiral symmetry
采用精确的\textit{ab initio}多体$GW$和Bethe-Salpeter计算方法对石墨烯量子点的电子和光学性质进行了研究。我们发现，最原始的GQD，包括具有不规则形状的结构，其特征在于暗低能量单重激发，猝灭荧光。我们通过利用石墨烯中低能电子态的手征对称性来合理化这一性质。边缘\textit{sp} $^3$功能化被证明有效地通过扭曲\textit{sp} $^2$骨架平面对称性来照亮这些低位激发。这样的发现揭示了一个原始的间接方案的功能化的光致发光性能的影响。
2020-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Control of spin relaxation in semiconductor double quantum dots
我们提出了一个操纵垂直耦合半导体双量子点自旋弛豫的方案。通过在双点上垂直施加小的栅极电压，可以实现自旋弛豫时间的高达{\em十二}个数量级的变化。详细研究了量子点尺寸、势垒高度、量子点间距和磁场对自旋弛豫的影响。讨论了实现大变化的条件。
2006-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Level structure and spin-orbit effects in semiconductor nanorod dots
我们从理论上研究了自旋轨道Dresselhaus和Rashba效应如何影响准一维半导体量子点的电子结构，类似于半导体纳米棒内部形成的量子点。我们计算了电子能级，本征函数，和有效的g因子耦合，双点由不同的材料，特别是GaAs和InSb。我们表明，通过选择的形式的横向限制，Dresselhaus和Rashba项的贡献可以调整和抑制，我们考虑几种可能的情况下的利益。我们还研究了如何通过改变纵向双阱约束的参数，可以在很大程度上控制有效的g因子。
2004-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering the De-localized States of Graphene Quantum Dots
采用扩展的哈伯德模型描述的多体组态相互作用方法结合第一性原理计算，预测了掺杂石墨烯量子点（GQD）在近红外区出现的高振子强度，其来源于Davydov型分裂.应变在GQD中的引入促进了激发相干激发的紧密间隔的亮态。控制功能化纳米石墨烯量子态的相消干涉，暗态可以朝向红端调谐，从而确保系统作为光电池的良好候选者，而相干态可以被定制以将光集中在非常高的强度，从而为光子器件提供机会。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of polarization relaxation in semiconductor quantum dots
在量子点载流子与LO声子的二阶准弹性相互作用框架下，计算了强受限非对称半导体量子点发光线偏振度的衰减时间.声子瓶颈并不显著地阻止弛豫过程，并且在温度$T \simeq 100$ K下计算的衰减时间可以是几十皮秒的量级，这与Paillard等人的最近实验一致[Phys.Rev.Lett. { \bf 86}，1634（2001）]。
2002-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hole spin relaxation in semiconductor quantum dots
通过对Luttinger哈密顿量精确对角化，研究了（001）和（111）方向量子阱中GaAs量子点中空穴-声子散射引起的空穴自旋弛豫时间.研究了应变、磁场、量子点直径、量子阱宽度和温度对自旋弛豫时间的影响。在量子点和量子阱中呈现出许多与电子自旋弛豫截然不同的特征，并阐述了其物理基础。
2004-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Suppression of electron scattering resonances in graphene by quantum dots
低能电子通过二维材料的传输导致独特的散射共振。这些共振有助于从被占据的带的光电发射，在那里它们表现为被抑制的光电子强度的强色散特征。使用角分辨光电发射，我们系统地研究了在不同化学性质的衬底Ir（111），Bi/Ir，Ni（111）上生长的外延石墨烯以及用均匀Ir量子点的超晶格纳米图案化的石墨烯/Ir（111）中的散射共振。虽然与基底的化学相互作用的强度对散射共振的分散几乎没有影响，但它们的能量可以通过从石墨烯/到石墨烯的电荷转移的大小来控制。与此同时，沉积在石墨烯上的小量子点的超晶格完全消除了共振。我们将这种效应归因于纳米点诱导的石墨烯的屈曲及其从sp $^{2}$到sp $^{3}$朝向三维结构的局部再杂交。我们的研究结果表明，纳米图案化作为一个前瞻性的工具，调整二维材料的光电性能与石墨烯类结构。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Well Based on Graphene and Narrow-Gap Semiconductors
我们考虑了由两个窄禁带半导体带和一个石墨烯带组成的平面量子阱的能谱。结果表明，无带隙模只出现在反向窄禁带半导体的情况下。考虑到石墨烯的特殊性，计算了非对称量子阱的自旋分裂能谱。我们研究界面态和光学跃迁。它表明，光学跃迁是可能的，只有与守恒的奇偶校验。
2008-08-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Unlocking the electronic, optical and transport properties of semiconductor coupled quantum dots using first principles methods
半导体耦合量子点提供了一个独特的机会，调整带隙的定制带偏置，使它们成为光伏和其他应用的理想选择。在这里，我们已经研究了稳定性，带隙，带偏移的趋势，和光学性质的一系列耦合量子点组成的II-VI族半导体使用混合功能的方法。我们已经展示了量子限制和界面应变如何在纳米尺度上显著影响这些异质结构的带隙和带偏移。我们表明，从我们的第一性原理电子结构计算得到的能带偏移的趋势与平均静电势的方法得到的一致。结果发现，一个共同的阴离子规则带偏移遵循这些异质结构在纳米尺度。此外，这些耦合的量子点的计算的光学吸收光谱显示，吸收峰位于紫外（UV）区域，而吸收边是在可见光区域。除了电子和光学性质，我们还探讨了两个代表性的耦合量子点的输运性质，无论是具有共同的阳离子或共同的阴离子，这揭示了不对称的性质，在电流-电压特性。因此，这些半导体耦合量子点可用于光伏、发光二极管和光电器件。
2022-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mass-profile quantum dots in graphene
我们分析了石墨烯中质量分布量子点的束缚态光谱，这是一个目前实验达到的系统。均匀的垂直磁场也被认为是打破谷简并的结果。光谱显示出丰富的功能，所产生的手性能带结构的石墨烯和它的朗道水平，我们确定了三个不同的制度，这取决于点的半径和磁长度之间的比率。我们进一步与[Recher等人，Phys.Rev.B79，085407（2009）]中讨论的势阱量子点进行比较，并得出结论，质量限制可以为THz和红外区域中的光学应用提供显著的优势。此外，由于实验的进步，我们还分析了能带结构的线性链的质量分布的量子点，在那里的电子束辅助跳跃过程发挥了主要作用的紧密包装的阵列。在这里，库仑相互作用的列入表明，弗伦克尔激子可以托管的晶格常数的某些值的系统。在这样的点间距选择下，可以模拟玻色-哈伯德模型。
2015-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-selective energy transfer between quantum dots in atomically thin semiconductors
在过渡金属二硫属化物的单层中，有效介电屏蔽的非局域性质导致激子的大结合能。额外的横向限制引起量子点中的激子局域化。通过假设电子和空穴都受抛物约束，我们导出了电子-空穴对相对运动和质心运动的模型波函数，并从理论上研究了两个相邻量子点中激子之间的共振能量转移.我们通过假设两个量子点之间的相互作用由库仑势描述来量化直接带隙跃迁的能量转移的概率，这使得我们能够包括相互作用的所有相关多极项。我们证明了量子点之间的谷选择性能量转移的结构控制。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic Spin Relaxation Processes in Semiconductor Quantum Dots
在零维环境中，研究了弹性自旋-声子过程引起的电子自旋退相干。具体而言，理论处理开发的声子势的波动，以及通过自旋轨道和超精细相互作用在半导体量子点中的电子处理频率的过程。分析确定了条件（磁场、温度等）其中弹性自旋-声子过程可以支配具有电子自旋翻转跃迁的非弹性对应物。特别地，计算结果说明了源于具有多个等效能量最小值的半导体量子点中的谷间跃迁的弹性退相干机制的潜在意义（例如，SiGe中的X谷）。晶格非谐性和声子衰变的自旋弛豫的作用也检查随着轨道状态之间的随机电子跃迁所造成的局部有效场的波动。数值估计提供了典型的GaAs和Si基量子点。
2006-12-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
New Theoretical Approach to Quantum Size Effects of Interactive Electron-hole in Spherical Semiconductor Quantum Dots
对球形半导体量子点中电子-空穴相互作用系统的量子尺寸效应提出了质疑。基于一种新的赝势方法，提出了一种更精确的理论方法。在这种新的设置中，可以在大多数中间步骤中执行分析计算，从而为所采用的物理假设提供更强的支持。所得到的物理量的数值被发现是更接近的实验值比那些现有的文献中。
2009-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tailoring 10 nm Scale Suspended Graphene Junctions and Quantum Dots
制造10 nm尺度和低无序悬浮石墨烯器件的可能性将为研究和利用强耦合量子电子学、量子力学和光学开辟许多可能性。我们提出了一种多功能的方法，基于金-石墨烯蝴蝶结桥的电迁移，以制造低无序悬浮石墨烯结和量子点，长度范围从6 nm到55 nm。我们控制的结的长度，和形状的金接触，通过调整电迁移过程中允许雪崩的功率。使用精心设计的金触点和不均匀的向下静电力，我们可以可控地将悬浮的石墨烯通道的宽度从超过100 nm撕裂到27 nm。我们证明了这种横向限制产生了高质量的悬浮量子点。这种制备方法可以推广到其他二维材料。
2015-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Edge stability, reconstruction, zero-energy states and magnetism in triangular graphene quantum dots with zigzag edges
我们提出了基于从头计算密度泛函理论的三角形石墨烯量子点锯齿形边缘的稳定性和重构的计算结果。我们表明，虽然重建的五边形-七边形锯齿形边缘结构是更稳定的氢的情况下，理想的锯齿形边缘积极有利于氢钝化。氢钝化后两种结构都存在零能带，但在五边形-七边形锯齿形结构中，零能带的色散较强，导致净磁化强度的损失。
2010-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electromagnetic Waves Reflectance of Graphene -- Magnetic Semiconductor Superlattice in Magnetic Field
在考虑耗散过程的Faraday几何下，对置于磁场中的石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质进行了理论研究。采用传输矩阵法计算了不同周期数和不同周期尺寸的超晶格对电磁波的反射率、透射率和吸收率随频率和场的变化关系。石墨烯-磁性半导体-石墨烯超晶格的电动力学性质的有效控制的可能性已经被证明。
2014-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
