Twisted bilayer graphene as a terahertz plasmonic crystal
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究最小扭角双层石墨烯作为太赫兹等离子体晶体的特性，通过网络模型计算其能带结构并模拟太赫兹成像实验。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall
Electronic confinement in quantum dots of twisted bilayer graphene
量子点的电子性质与其母体材料有很强的依赖关系。因此，单层石墨烯量子点和Bernal堆叠的双层石墨烯量子点中的受限电子态是完全不同的。扭曲双层石墨烯（TBG）不同于单层和Bernal堆叠的双层石墨烯，因为新的自由度：扭曲角。在过去的几年里，人们已经做了大量的努力来实现单层和Bernal堆叠的双层石墨烯的GQD，并取得了巨大的成功。然而，到目前为止，实现TBG的GQD的策略一直难以捉摸。在这里，我们展示了一个一般的方法，通过引入纳米级pn结与尖锐的边界TBG的固定GQD的TBG。我们验证了低能量无质量狄拉克费米子的限制通过回音壁模式的GQD的TBG。出乎意料的是，电子状态周围的范霍夫奇点的TBG也强烈修改周围的GQD。这种特征从未被报道过，并且归因于由GQD诱导的TBG中的层间耦合的空间变化。
2021-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-organised quantum dots in marginally twisted MoSe$_2$/WSe$_2$ and MoS$_2$/WS$_2$ bilayers
双电子异质结构中的莫尔超晶格是材料工程中的一个强有力的工具。在几乎晶格匹配的二维（2D）晶体的边缘扭曲（小错位角，$θ$）双层中，莫尔图案采取相称堆叠的畴的形式，由畴壁网络（NoDW）隔开，在NoDW节点处具有应变热点。在这里，我们表明，对于II型过渡金属dichalcogenide双层MoX $_2$ /WX $_2$（X=S，Se），在这些热点的流体静力学应变组件创建电子和空穴的量子点。我们调查的电子/空穴的状态约束这样的对象，讨论其表现形式通过层内带内红外跃迁。$θ<0.5^{\circ}$最强的电子/空穴约束导致它们的复合线红移，产生单光子发射体（SPE），通过失调角可在1.eV左右广泛地调谐。这些自组织点可以形成具有对齐和反转的MoX $_2$和WX $_2$晶胞的双层，发射具有不同偏振的光子。我们还发现，应变的热点降低层内MoX $_2$ A-激子能量，使选择性的量子点状态的人口。
2022-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intermediate Field Coupling of Single Epitaxial Quantum Dots to Plasmonic Waveguides
本文针对GaAs量子点与银纳米线等离激元波导直接结合时损耗过大的问题，提出在中间场区域引入间隔层，并通过实验与模拟证明该方案可借助驻波干涉将耦合效率提升至四倍。
2023-10-26 cond-mat.mes-hall
Moiré-Enhanced Plasmonics in Non-Hermitian Twisted Bilayer Graphene
University of Crete（克里特大学）；Institute of Electronic Structure and Laser (IESL), FORTH（FORTH电子结构与激光研究所）；Harvard University（哈佛大学）
研究非厄米框架下扭曲双层石墨烯的等离激元激发，发现增益-损耗工程可减小空间阻尼并增强传播长度，归因于莫尔能带重构、双正交光学矩阵元和非厄米修正的联合作用。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Continuously Tunable Berry Phase and Valley-Polarized Energy Spectra in Bilayer Graphene Quantum Dots
Berry相位在决定量子系统的许多物理性质中起着重要的作用。然而，量子系统的Berry相变能谱是比较罕见的。在这里，我们报告了一个不寻常的可调谷极化的能量谱连续可调贝里相伯纳尔堆叠的双层石墨烯量子点。在我们的实验中，电子轨道态的Berry相位被垂直的磁场从π到2 π连续地调谐。当Berry相位等于π或2 π时，两个不等价谷中的电子态是能量简并的。通过改变Berry相位为π的非整数倍，在我们的实验中检测到大的和连续可调谐的谷偏振能谱。所观察到的Berry相位诱导的谷分裂，在1 T的磁场下约为10 meV，比自旋的塞曼分裂大约100倍，从而揭示了基于石墨烯的谷电子学。
2021-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
GaAs droplet quantum dots with nanometer-thin capping layer for plasmonic applications
我们报告的生长和光学特性的液滴GaAs量子点与超薄（11 nm）的覆盖层。为了实现这样的结果，在生长过程中引入内部热加热步骤，并通过扫描电子显微镜和原子力显微镜研究其在所获得的量子点的形态特性中的作用。在低温下的光致发光测量表明，在近红外波长处，单量子点的光稳定，尖锐和明亮的发射。考虑到它们的光学性质的质量和与表面的接近度，这样的发射器是用于研究近场效应（如与等离子体模式的耦合）的理想候选者，以便强烈地控制发射的方向性和/或自发发射率（量子光子应用的关键参数）。
2017-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Visualization and Manipulation of Bilayer Graphene Quantum Dots with Broken Rotational Symmetry and Nontrivial Topology
Bernal堆叠双层石墨烯（BLG）中的静电限定量子点（QD）由于其长的自旋退相干时间、高的样品质量和可调谐性而成为一种有前途的量子信息平台。重要的是，QD态的形状决定了电子能谱、电子之间的相互作用以及电子与其环境的耦合，所有这些都与量子信息处理相关。尽管它的重要性，大质量量子点状态的形状仍然没有实验研究。在这里，我们报告了使用扫描隧道显微镜直接观察BLG QD态的情况。引人注目的是，我们发现这些国家表现出强大的破缺旋转对称性。通过使用数值紧束缚模型，我们确定所观察到的破缺的旋转对称性可以归因于低能各向异性带。然后，我们比较限制的空穴和电子，并证明BLG的非平凡带拓扑结构的影响。我们的研究区分BLG量子点从以前的量子点平台与平凡带拓扑。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photocurrent and photoacoustic detection of plasmonic behavior of CdSe quantum dots grown in Au nanogaps
在这项工作中，在可见光波长范围内的集成巯基连接的CdSe量子点/Au纳米间隙结构的光电流产生的Au等离子体激元的影响被证明。利用光声（PA）检测技术感测等离子体吸收。调制激光二极管以产生使充气单元振荡的PA激发。当光吸收增加时，麦克风捕获增强的声学信号。所观察到的PA响应的增强与Au层的等离子体吸收有关，并且由于CdSe QD，响应进一步增强约20%。在我们的结构中，表面等离子体共振（SPR）波长约为500 nm。利用SPR在CdSe量子点中产生光电流。由于通过硫醇连接从点到紧密间隔的Au表面的能量转移，建立了电子的平滑传输通道，其形成可检测的光电流，其可以通过偏置电压来调谐。这些等离子体纳米间隙结构可以在光致发光、光检测和感测中实现更高的灵敏度。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Colloidal-quantum-dot spasers and plasmonic amplifiers
胶体量子点是目前用于照明、显示器和激光器的坚固、高效和可调谐的发射器。因此，当spaser（一种类似激光的表面等离子体激元源）首次被提出时，量子点被指定为理想的等离子体激元增益介质。然而，随后的spaser设计需要一种单一的材料来同时提供增益和定义等离子体腔，这种方法不适合量子点和其他胶体纳米材料。在这里，我们开发了一个更开放的架构，从腔体的增益介质，导致一个通用的类量子点为基础的spasers，允许控制的产生，提取和操纵等离子体激元。我们首先创建高品质因数、像差校正的Ag等离子体腔。然后，我们通过电流体动力学印刷18，19或滴铸结合量子点。在环境条件下的光激发产生高于阈值的单色等离子体激元。该信号被提取，通过集成放大器引导，并聚焦在附近的纳米级尖端，产生强烈的电磁场。这种spaser平台可以在不同的波长、尺寸尺度和几何形状下部署，可以实现更复杂的片上等离子体器件。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electric-field controlled spin in bilayer triangular graphene quantum dots
我们提出的理论结果的基础上平均场和精确的多体方法表明，在双层三角形石墨烯量子点的锯齿形边缘的磁性可以控制由外部垂直电场。我们证明了在没有电场的情况下，量子点两层的自旋是铁磁相互作用的。在电场的临界值处，双层结构的总自旋可以被关闭或减少到单个局域自旋，即与接触隔离并且不与核自旋相互作用的量子位。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Pulsed-gate spectroscopy of single-electron spin states in bilayer graphene quantum dots
石墨烯和双层石墨烯量子点是具有长相干时间的自旋量子位的有希望的宿主。虽然最近的技术改进使得在双层石墨烯量子点中静电限制单电子成为可能，并且已经详细研究了它们的自旋和单粒子谱的谷纹理，但是它们的弛豫动力学仍然未被探索。在这里，我们报告通过高频门控单电子双层石墨烯量子点的传输。通过单电子自旋态的瞬态电流谱，我们得到了自旋弛豫时间的下限为0.5~$μ$ s。这一结果代表了石墨烯量子点中自旋相干时间的研究和自旋量子比特的实现的重要一步。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Tunable quantum dots in bilayer graphene
我们从理论上证明了量子点可以在石墨烯的双层中实现。位置相关的掺杂打破了上下层之间的等效性，并提升了点的正、负动量态的简并度。数值计算结果表明，在一定的掺杂浓度下，电子和空穴的束缚态同时存在，量子点的光谱具有明显的角动量依赖性，这与传统的半导体量子点形成了鲜明的对比.我们预测，光谱将由一系列非等距峰组成。
2007-03-07 cond-mat.mes-hall
Plasmonic physics of 2D crystalline materials
采用密度泛函理论和无规相近似方法，研究了石墨烯、MoS $_2$和磷烯等掺杂二维晶体材料的单层和双层结构的集体模.使用基于{ \it ab initio}的模型计算材料的多体介电函数，该模型涉及材料真实的物理性质。在计算了电子能量损失后，我们考虑双层结构的同相和异相模式，计算了每种材料的集体模式。此外，由于体系中存在大量的能带结构和带间跃迁，我们还发现了高能激发态。我们解释说，材料特定的介电函数考虑的结晶材料，如MoS $_2$的极化率需要获得现实的等离子体激元色散。对于这里研究的每种材料，我们发现了不同的集体模式，并描述了它们的物理起源。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning of Zero Energy States in Quantum Dots of Silicene and Bilayer Graphene by Electric Field
研究了硅烯和双层石墨烯的三角形和六边形纳米量子点的电子性质。结果表明，存在于量子化带隙中的低能边缘局域电子态很容易被电场调谐。在这些零能态（ZES）的电子间隙的外观和场的演变被证明是非常敏感的量子点的几何形状，允许设计的场效应可扩展的量子点器件与电子性能的需求。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Electro-absorption of silicene and bilayer graphene quantum dots
我们数值研究了低屈曲硅烯和AB堆叠的双层石墨烯量子点在垂直于其表面的外部电场作用下的光学性质。在紧束缚模型中，计算了三角形和六边形的量子点的光吸收，具有锯齿形和扶手椅形的边缘终端。我们发现，在三角形硅烯团簇锯齿形边缘丰富和广泛的可调红外吸收峰结构起源于涉及零能态的过渡。在外加电场作用下，三角形硅量子点的吸收边发生红移，而六角形硅量子点的吸收边发生蓝移。在具有锯齿形边缘的双层石墨烯的小簇中，对于三角形/六边形几何形状，吸收边缘经历蓝/红移。在硅烯的扶手椅簇中，吸收边的蓝移对于两种簇形状都发生，而红移对于双层石墨烯量子点的两种形状都是固有的。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Theory of plasmonic edge states in chiral bilayer systems
我们解析地描述了等离子体边缘模式的接口，涉及扭曲的双层石墨烯（TBG）或其他类似的莫尔范德华异质结构。为此，我们采用了空间均匀，各向同性和频率依赖的张量电导率，在原则上占电子和静电层间耦合。我们预测，边缘模式色散关系明确地依赖于手征响应，即使在nonretarded限制，在TBG的集体体等离子体激元激发。我们得到了一个通用的功能，在顺磁制度的光学边缘等离子体的色散。这意味着一个对应的手性TBG光学等离激元的磁等离激元的一个单一的片，和手性被解释为一个有效的磁场。手征性也开辟了近无阻尼的顺磁制度的声学模式的可能性。我们的研究结果可能会指导未来的近场范德华异质结构的纳米显微镜。在我们的分析中，我们保留了长程静电相互作用，并应用维纳-霍普夫方法的两层的标量位的积分方程系统。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological electric field-defined quantum dots in bilayer graphene: An atomistic approach
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy, and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Torun（托伦哥白尼大学物理、天文学和信息学院物理研究所）
研究双层石墨烯中由电场定义的拓扑束缚态，通过原子方法揭示电场强度、谷混合及谷不对称性对量子点特性的影响。
2026-03-13 cond-mat.mes-hall
Energy levels of monolayer -- AA-stacked bilayer graphene quantum dots
本文研究了由单层石墨烯的圆形量子点和无限单层石墨烯的圆形量子点组成的混合系统的能谱电子性质。我们建立了相关的能级和波函数使用连续介质模型和锯齿形边界条件在石墨烯单层-双层界面的分析结果。我们研究了垂直磁场、量子点半径和电场对这两种混合量子点的影响。我们将我们的结果与以前发表的工作进行比较，并探索这种混合系统量子点的潜在用途。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall
Self-consistent scheme for optical response of large hybrid networks of semiconductor quantum dots and plasmonic metal nanoparticles
我们讨论了一个自洽的方案，用于处理大的半导体量子点（SQDs）和等离子体金属纳米粒子（MNP）的混合网络的光学响应。我们的方法是有效的和可扩展的，并成为严格的弱相互作用的SQD的限制情况下。自洽方程获得的稳定状态是类似的冯诺依曼方程的密度矩阵的SQD放置在一个有效的电场内计算的离散偶极子近似的运动。说明性应用的理论，以方形和蜂窝SQD，MNP，混合SDQ-MNP晶格以及SQD-MNP二聚体。我们的研究结果表明，混合SQD-MNP晶格可以提供灵活的平台，光操纵与可调谐振特性。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Twist driven deep-ultraviolet-wavelength exciton funnel effect in bilayer boron nitride
本研究结合多体微扰理论与有效哈密顿量近似，证明扭转双层六方氮化硼可形成深紫外激子量子点阵列，并通过激子漏斗效应实现强限制与相干操控。
2023-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable plasmon modes and topological transitions in single- and bilayer semi-Dirac materials
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Instituto de Estructura de la Materia, CSIC（物质结构研究所，西班牙国家研究委员会）；Escuela Superior Politécnica del Litoral（拉蒂拉尔高等理工学院）；Universidad Complutense（康普顿斯大学）
研究通过调节参数δ，在单层和双层半狄拉克材料中实现等离子体模的可调性，揭示拓扑转变与等离子体响应的关系，为拓扑等离子体学和干涉应用提供新途径。
2025-06-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable interdot coupling in few-electron bilayer graphene double quantum dots
提出了一种基于双层石墨烯的高度可控的双量子点器件。使用叉指栅指的器件架构，我们可以控制1至4 GHz之间的点间隧道耦合和0.2至0.6 meV之间的互电容耦合，独立于量子点的电荷占用。充电能量和因此的点尺寸几乎保持不变。隧道耦合的调谐范围覆盖了典型的硅和GaAs自旋量子位器件的工作范围。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall
Quasi-bound states of quantum dots in single and bilayer graphene
狄拉克费米子与单层和双层石墨烯中产生的圆柱对称量子点势相互作用不受限制，而是形成准束缚态。这些准束缚态的加宽（i. e.它们的寿命的倒数）在石墨烯（双层）的情况下随着电子的轨道动量而减小（增加）。能量低于（高于）势垒高度的准束缚态主要是类电子（空穴）态。一个显着的能级加宽的减少预测电子能量接近势垒高度，这是一个结果的电子波在点边缘的全内反射。
2007-11-28 cond-mat.mes-hall
Electron-electron interactions in bilayer graphene quantum dots
研究了在电子-电子相互作用下，通过对双层石墨烯上的纳米结构栅极施加偏压实现的抛物型量子点。能谱和相图揭示了作为磁场函数的意外转变。例如，与半导体量子点相比，我们发现了一个新的谷跃迁，而不仅仅是通常的单重态-三重态跃迁在相互作用系统的基态。这些新特征的起源可以追溯到双层石墨烯中的谷自由度。这些跃迁对回旋共振实验有重要影响。
2013-12-05 cond-mat.mes-hall
Fluorescence coupling to plasmonic nanoparticles
单光子发射器（量子点）和具有特定尺寸和形状的定制金属纳米颗粒的组合允许对光与物质之间的相互作用进行详细研究。纳米粒子增强的近场光学效应会强烈影响附近荧光量子点的吸收和发射。我们表明，一个受控的空间安排，使分析和理解的偏振依赖耦合金属纳米粒子和几个或单个荧光量子点之间。的荧光光谱和寿命的修改进行了分析，并比较以及与模拟。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall
Gate-defined electron-hole double dots in bilayer graphene
我们提出了门控单，双，三点操作在静电间隙双层石墨烯。由于样品制造的最新进展，包括在六方氮化硼中封装双层石墨烯和使用石墨栅极，已经可以静电限制双层石墨烯中的载流子并完全夹断通过量子点器件的电流。在这里，我们讨论的操作和表征的电子空穴双点。我们显示了显着程度的控制我们的设备，这使得两个不同的栅极定义的电子空穴双点系统具有非常相似的能量尺度的实施。在单点制度，我们提取激发态能量和调查他们的演变在一个平行的磁场，这是在协议的塞曼自旋分裂预期的g-因子为2。
2018-06-25 cond-mat.mes-hall
Electronic Excited States in Bilayer Graphene Double Quantum Dots
我们报道了双层石墨烯双量子点器件的隧道光谱实验，该器件可以通过全石墨烯横向栅极进行调谐。两个量子点的直径约为50 nm，作为隧道势垒的收缩宽度为30 nm。双量子点的特征在于20 meV量级的附加能量。电荷稳定性图使我们能够研究可调的点间耦合能量以及在一个大的能量范围内的一些单独的三相点上的电子激发态的光谱。在较宽的能量范围内获得的1.75 meV的恒定能级间距与双层石墨烯量子点中预期的单粒子能量间距非常一致。最后，我们研究了电子激发态在平行磁场中的演化。
2013-03-18 cond-mat.mes-hall
Plasmon reflections by topological electronic boundaries in bilayer graphene
在双层石墨烯中分隔AB和BA层间堆叠区域的畴壁作为结构孤子、拓扑电子边界和纳米级等离子体散射体的新例子引起了人们的注意。我们表明，强耦合域壁的红外纳米成像实验中观察到的表面等离子体是由于拓扑手性模式局限于墙壁。这些手征模之间的光学跃迁和连续带增强了局域交流电导率，这导致了畴壁的等离子体反射。成像揭示了两种等离子体驻波干涉图案，我们归因于剪切和拉伸畴壁。我们计算的电子结构的两个壁品种，并表明，拉伸壁包含额外的限制带产生的局部导电性的结构特定的对比。计算的等离子体干涉轮廓与我们的实验定量一致。
2017-07-13 cond-mat.mes-hall
Spin transitions driven by electric dipole spin resonance in fluorinated single- and bilayer-graphene quantum dots
研究了在周期性变化的电势驱动下，稀氟化石墨烯量子点的自旋跃迁。单层石墨烯的薄片被认为是以及在双层石墨烯中诱导的静电电子陷阱。在紧束缚方法内获得定态，并用于本征态的基础来描述系统动力学。顶层的稀磁导致束缚态的谷简并度升高，并由于薄片内的电流循环而使轨道磁偶极矩衰减。此外，由吸附原子引起的顶层的表面变形引入的自旋-轨道耦合允许由AC电场驱动自旋翻转。对于双层量子点，自旋翻转时间比实验自旋弛豫时间短得多。讨论了多光子跃迁和多能级跃迁的动力学效应。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall
Magnetic superconfinement of Dirac fermions zero-energy modes in bilayer graphene quantum dots
我们表明，在双层石墨烯，它是可以实现一个非常严格的限制无质量狄拉克费米子零模式，通过使用非均匀磁场。具体地说，我们表明，使用一个适当的非均匀磁场，波函数可以被限制在一个特定的区域的空间，被禁止所有的传输概率的连续区域。这允许通过磁场配置在双层石墨烯中构建介观结构。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall hep-th
Localized plasmons in bilayer graphene nanodisks
我们研究了双层石墨烯（BLG）纳米盘中的局部等离子体激元激发，比较AA-堆叠和AB-堆叠BLG，并将结果与两个单层的情况进行对比，而没有电子杂化。的BLG电子气的电动力学响应中描述的空间均匀的表面电导率，和一个有效的替代二维静电的方法进行所有的等离子体共振的数值计算。由于独特的电子能带结构，AA堆叠的BLG纳米盘中的传统偶极等离子体激元模式的共振频率在低掺杂区域中大致与掺杂无关，而当费米能级接近与两层之间的电子隧穿相关联的层间跳跃能量$γ$时，该模式被高度阻尼。除了传统的偶极模式，我们发现，AB堆叠的BLG纳米盘也主机一个新的等离子体模式的能量大于$γ$。该模式可以通过掺杂水平或结构尺寸来调谐，并且此外，该模式可以主导现实结构条件下的等离子体响应。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Charge detection in gate-defined bilayer graphene quantum dots
我们报告了使用集成电荷检测器在双层石墨烯中静电定义的量子点设备中的电荷检测。该器件的制造没有任何蚀刻，并具有石墨背栅，从而产生高质量的量子点。电荷检测器基于在150 nm宽的栅极下方通过耗尽与第一量子点分离的第二量子点。我们发现，库仑共振的传感点是敏感的个别充电事件附近的量子点。由于单电子充电引起的电势变化导致通过电荷检测器的电流的阶跃状变化（高达77%）。此外，可以检测具有可调谐隧穿势垒的量子点和耦合量子点的充电状态。
2019-10-17 cond-mat.mes-hall
Coupled quantum dots in bilayer graphene
双层石墨烯中载流子的静电约束为碳基自旋、电荷或交换量子位提供了独特的平台。通过利用静电门诱导带隙的可能性，我们形成了一个通用的和广泛可调的多量子点系统。我们证明了单量子点，双量子点和三量子点的形成是免费的任何迹象的混乱。在双层石墨烯中，我们有可能使用不同的机制形成隧道势垒。我们可以利用双层石墨烯的双极性质，其中pn结形成天然隧道势垒。或者，我们可以使用门来形成隧道势垒，在那里我们可以通过在深度库仑阻塞系统和法布里-珀罗腔之间进行两个以上数量级的调谐来改变隧道耦合。证明这种可调谐性是基于石墨烯的量子计算的重要一步。
2018-08-06 cond-mat.mes-hall
Spin and Valley States in Gate-defined Bilayer Graphene Quantum Dots
在双层石墨烯中，静电约束可以通过顶部和背栅电极的合适设计来实现。我们测量了通过双层石墨烯量子点的电子输运，该量子点由带隙区域横向限制，并通过pn结连接到引线。实现了单电子和空穴占据，并且电荷载流子$n = 1, 2,\dots 50$可以以超过$10 \ \mathrm{meV}$的充电能量连续填充到量子系统中。对于最低量子态，我们可以清楚地观察到谷分裂和塞曼分裂，自旋g因子为$g_{s}\approx 2$。在低场限，谷分裂线性依赖于垂直磁场，并在定性与计算一致。
2018-08-07 cond-mat.mes-hall
Double quantum dots defined in bilayer graphene
在原子紧束缚和低能连续近似下，研究了双层石墨烯中双量子点的人工分子态。我们指出，扩展的电子波函数在两个石墨烯层的每个子晶格上具有相反的宇称，并且基态波函数分量随着点间距离从成键到反键变化。在弱耦合极限中--与静电定义的量子点最相关--点间耦合的特征包括--对于双电子基态--形成具有由交换能量分裂的对称或反对称空间波函数的状态。在光谱的高能量部分，发现两个电子处于同一点的状态，其能级分裂对应于电子对从一个点到另一个点的同时隧穿。
2017-06-26 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
Counting Statistics of Single Electron Transport in Bilayer Graphene Quantum Dots
我们通过电容耦合的相邻量子点的单电子隧穿实时检测来测量双层石墨烯中静电定义的量子点中电流波动的电报噪声。实验证明了可调谐石墨烯量子点中第二和第三累积量（与散粒噪声相关）的抑制。通过这种方法，我们证明了测量非常低的电流和噪声水平的能力。此外，我们用这种方法研究了第一自旋激发态，这是测量自旋弛豫的必要前提。
2023-01-24 cond-mat.mes-hall
Spin-valley coupling in single-electron bilayer graphene quantum dots
了解电子自旋如何与轨道自由度耦合，例如固态系统中的谷自由度，对于基于自旋的电子学和量子计算中的应用至关重要。在带隙双层石墨烯（BLG）中制备静电约束量子点的最新进展使得能够研究BLG量子点中的低能单电子光谱，这对于潜在的自旋和自旋谷量子比特操作至关重要。在这里，我们提出了在单电子制度的双层石墨烯量子点的自旋谷耦合的观察。通过使用高度可调谐的双量子点器件，我们实现了能量分辨率，使我们能够解决提升的四重自旋和谷简并由$\approx 65~μ$ eV的Kane-Mele型自旋轨道耦合。此外，我们发现一个潜在的无序诱导的$K$和$K'$状态低于$20~μ$ eV的混合的上限。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall
Quartet states in two-electron quantum dots in bilayer graphene
在量子点中捕获电子并控制它们的集体量子态对于将半导体结构转换为量子信息处理的比特至关重要。在这里，我们研究单粒子和两个粒子的状态，形成在带隙双层石墨烯（BLG），其中电子的谷状态出现在对他们的自旋量子数，我们分析自旋和谷单重态和三重态的各种BLG和点参数，以及两个粒子的相互作用强度和外部磁场。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Tunable p-n junction barriers in few-electron bilayer graphene quantum dots
该研究在双层石墨烯中利用天然 p-n 结实现单量子点静电限制，并证明少电子区域内栅压可单调调控电子隧穿率。
2023-11-01 cond-mat.mes-hall
Visualization and Control of Single Electron Charging in Bilayer Graphene Quantum Dots
石墨烯pn结为研究无质量狄拉克费米子在电子学和光学之间的边界处的新行为提供了理想的平台，例如回音壁模式和Veselago透镜。双层石墨烯也承载狄拉克费米子，但它们与单层石墨烯载流子不同，因为它们是大质量的，可以通过施加的垂直电场被带隙，并且在pn结结上具有非常不同的赝自旋选择规则。这些大质量狄拉克费米子在pn结的新现象预测包括反克莱因隧道，振荡齐纳隧道，和电子隐形状态。尽管有这些预测，但在pn结存在下，对大质量狄拉克费米子的微观空间行为的实验关注很少。在这里，我们报告了大量狄拉克费米子的实验操作和表征的双层石墨烯量子点定义的圆形pn结通过使用基于扫描隧道显微镜（STM）的方法。我们的pn结是通过一种灵活的技术，使双层石墨烯/hBN异质结构中的暴露的量子点的实现。这些量子点表现出尖锐的光谱共振，其作为施加的栅极电压的函数分散能量。这些特征的空间图显示了突出的同心环，其直径可以通过静电门进行调整。这种行为可以通过局域态的单电子充电来解释，局域态是由我们暴露的双层石墨烯量子点内的大量狄拉克费米子的量子限制引起的。
2018-09-13 cond-mat.mes-hall
Valley current generation using biased bilayer graphene dots
本征和非本征谷霍尔效应预测出现在石墨烯系统与均匀或空间变化的质量条款。非本征机制，介导的电子在费米表面的谷依赖性散射，可以直接链接到量子输运模拟。这是一个很有前途的路线，更完整的实验研究的valleytronic现象在石墨烯，但一个主要的障碍是在应用所需的亚晶格相关的潜力的困难。在这里，我们表明，强烈的谷依赖性散射也出现在双层石墨烯量子点，其中间隙的大小可以很容易地调制使用层间电位在双栅极器件。鲁棒谷依赖的散射和伴随的谷电流的范围内的系统中观察到的，我们调查点的大小，质量强度和额外的潜在条款的作用。最后，我们注意到，当有偏置的双层点嵌入单层石墨烯中时，也会出现强烈的电子电流谷分裂，但这种效果不如双层主体那么稳健。我们的研究结果表明，具有自定义质量分布的双层石墨烯器件为未来二维材料的valleytronic探索提供了一个很好的平台。
2021-05-24 cond-mat.mes-hall
Near-field imaging of plasmonic nanopatch antennas with integrated semiconductor quantum dots
在过去的十年中，包含数百皮米到几纳米厚的介电间隙的等离子体纳米贴片天线引起了越来越多的关注，因为它们将电磁场限制在严重的亚衍射限制体积内。对限制在这些等离子体腔中的激子和色心的光学性质的实质性控制已经用远场光学光谱法证明，但是近场光学光谱法对于改善对纳米级等离子体-发射体相互作用的理解是必不可少的。在这里，我们的特点与阴极发光显微镜孤立的纳米贴片天线的强度和相位分辨等离子体响应。此外，我们探讨耦合等离子激元异质结构的光学和电子束光谱之间的区别，以确定未来的纳米级表征和控制的混合纳米光子结构的限制和机会。虽然我们在时间分辨光致发光光谱中观察到大量的Purcell增强，但在混合纳米光子结构的阴极发光光谱中观察到可忽略的Purcell增强。电子束和激光激发的测得的Purcell增强的实质性差异可以理解为这些互补实验的不同选择规则的结果。这些结果为纳米贴片天线中的近场等离子激元-激子相互作用提供了一个全新的理解，这对无数新兴的量子光子器件至关重要。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Towards twisted, topological, and quantum graphene plasmonics
University of Porto（波尔图大学）；University of Minho（米尼奥大学）；International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
本文研究了基于石墨烯的等离子体系统量子和拓扑性质，探讨了单层石墨烯、扭曲双层石墨烯及其他石墨烯堆叠材料，以及石墨烯基光栅、网格、石墨烯盘链和三角形晶格等结构的等离子体特性。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall
Plasmonic generation of spin currents
表面等离子体激元，金属纳米结构中的自由电子集体振荡，提供了丰富的途径来操纵光-电子相互作用，可以局部化光能并改变亚波长尺度的电磁场分布。因此，等离子体激元学的研究领域将纳米光子学与电子学相结合。相比之下，电子学也进入了自旋电子学的新时代，自旋电流在驱动设备中发挥着核心作用。然而，等离子体激元和自旋电流物理学到目前为止是独立发展的。在这里，我们演示了表面等离子体激元产生的自旋电流。使用嵌入在Pt/BiY 2Fe 5 O 12双层膜的Au纳米粒子，我们表明，当Au纳米粒子满足表面等离子体共振条件时，在Pt/BiY 2Fe 5 O 12界面上产生自旋电流。这种等离子体激元自旋泵的结果从非平衡态的表面等离子体激元诱导的倏逝电磁场的BiY 2Fe 5 O 12层激发的自旋。这种等离子体激元自旋泵浦将振兴自旋电流物理学的研究，并为未来基于自旋的等离子体器件铺平道路。
2014-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Automated reconstruction of bound states in bilayer graphene quantum dots
双层石墨烯是一种纳米材料，其允许通过静电门控来定义明确定义的分离的量子态，因此，提供了一个有吸引力的平台来构建可调量子点。当施加垂直于石墨烯层的磁场时，石墨烯谷简并被提升，并且观察到点的能级的分裂。考虑到工程师这种能量谷分裂的实验能力，双层石墨烯量子点具有承载强大量子比特的巨大潜力。尽管最近已经在实验中实现了双层石墨烯量子点，但是设计能够从可访问的测量数据中识别所观察到的量子态的稳健方法是至关重要的。在这里，我们开发了一种有效的算法，用于提取所需的模型参数，以完全表征双层石墨烯量子点的状态。我们介绍了一种哈密顿引导的随机搜索方法，并在模拟和实验数据上证明了量子态的鲁棒识别。
2022-12-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid plasmonic nanosystem with controlled position of nanoemitters
量子点在靠近银纳米线的位置被光学激发可以发射纳米线表面等离子体激元。与这种有前途的混合系统相关的挑战是控制纳米线上纳米发射器的位置。我们报告使用双光子光聚合过程中的战略位置的量子点纳米线在控制网站。量子点和纳米线极端之间的距离的参数研究表明，精确控制发射点的位置，使控制线端的光强度，通过表面等离子体传播。
2019-07-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Excited states in bilayer graphene quantum dots
我们报告了在平行和垂直的外加磁场中通过静电定义的双层石墨烯中的少孔量子点的基态和激发态输运。通过分析包含自旋和谷自由度的两粒子模型的有限偏置谱数据，发现了一个非常清晰的两粒子谱的能级方案。我们确定了双空穴基态是自旋三重态和谷单重态。这种自旋排列可以被看作是谷简并系统的洪德规则，这与碳纳米管中的量子点和GaAs基量子点有着根本的不同。自旋单重态激发态被发现是谷-三重态通过倾斜的磁场相对于样品平面。我们量化的交换能量为0.35毫电子伏，并测量谷和自旋g因子分别为36和2。
2019-04-15 cond-mat.mes-hall
Real-space imaging of the tailored plasmons in twisted bilayer graphene
我们报告了一个系统的等离子体研究扭曲双层石墨烯（TBLG）-两个石墨烯层堆叠的扭曲角。通过对具有宽扭曲角分布的TBLG单晶的实空间纳米成像，我们发现TBLG支持敏感地依赖于扭曲角的受限红外等离子体。在小的扭转角下，TBLG具有与单层石墨烯相当的等离子体激元波长。在较大的扭转角，TBLG的等离子体激元波长显着增加，明显较低的阻尼。进一步的分析和建模表明，观察到的扭曲角依赖的TBLG等离子体在狄拉克线性制度主要是由于费米速度重整化，层间电子耦合的直接后果。我们的工作揭示了TBLG的定制等离子体特性，加深了我们对新颖的范德华耦合二维材料中有趣的纳米光学物理的理解。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Microwave spectroscopy of few-carrier states in bilayer graphene quantum dots
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）
利用cQED技术研究双层石墨烯量子点中少载流子态的微波光谱学，揭示自旋和谷态特性，展示其在量子比特操控中的应用潜力。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultrafast Laser-Induced Dynamics of Non-Equilibrium Electron Spill-Out in Nanoplasmonic Bilayers
本文通过时间分辨二维光谱研究Fe/Au双层膜，揭示了超快激光诱导的非热电子注入引发瞬态电子溢出，改变等离子体频率，实现非热控制表面等离子体色散。
2024-06-03 cond-mat.mes-hall
Identifying Pauli blockade regimes in bilayer graphene double quantum dots
最近在二维材料量子点平台上对电流封锁的实验观察为自旋和谷量子比特处理开辟了新的途径。受实验结果的启发，我们构建了一个模型，捕捉微妙的相互作用的库仑相互作用，点间隧穿，塞曼分裂，和内在的自旋轨道耦合在一个双量子点结构来模拟泡利封锁。分析相关的Fock-子空间的广义哈密顿量，再加上密度矩阵主方程技术的运输整个设置，我们确定了一般类的封锁机制。最重要的是，与人们普遍认为的相反，我们表明，负责保利封锁的传导和阻塞状态是所有自由度的耦合效应的结果，并且不能仅使用自旋或谷伪自旋来解释。然后，我们数值预测的制度，泡利封锁可能会发生，并为此，我们验证我们的模型对实际的实验数据，并提出我们的模型可以用来生成数据集的不同值的参数与训练的机器学习算法的最终目标。我们的工作提供了一个可预测的理论辅助实验实现单次读出的自旋和谷态的DQD基于二维材料平台的使能平台。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-hole bilayer quantum dots: Phase diagram and exciton localization
我们研究了一个垂直的"量子点分子"，其中一个量子点被电子占据，另一个量子点被空穴占据。我们发现不同的相位发生在基态，取决于载流子密度和点间距离。当系统由壳结构控制时，轨道简并可以通过Hund规则或Jahn-Teller变形来消除。这两种机制都可以导致在中壳层处的最大附加能。在低密度和大的点间距离下，形成束缚电子空穴对。
2003-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
