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
Controlling electronic and adiabatic isolation of quantum dots from the substrate: An ionization-energy theoretic study
利用电离能理论和量子绝热定理的适当限制,将量子点从其衬底上分离出来,重新审视了最近关于量子点退相机制(纯量子点和非弹性量子点之间)的争论。当量子点中的声子与衬底中的声子完全隔离时,弹性或纯退相成为主导机制。另一方面,对于其中来自衬底的声子非磁性地耦合到量子点的情况,非弹性退相过程接管。这种切换是由于量子点中的元素组成与其衬底相比不同。我们还提供了明确的分析,以了解为什么GaAs/AlGaAs量子点可能只具有纯退相,而InAs/GaAs量子点引起的非弹性退相作为主导机制。我们的研究强调了元素组成(量子点和衬底)在评估量子点的退相机制中的重要性。
2009-10-04 cond-mat.mes-hall
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
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
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
Electronic states of (InGa)(AsSb)/GaAs/GaP quantum dots
对(InGa)(AsSb)/GaAs/GaP量子点的电子结构进行了详细的理论研究。该系统是独特的,因为它同时表现出直接和间接跃迁在实空间和动量空间,并在量子信息技术的应用是有吸引力的,显示出优势相比,广泛研究的(In,Ga)As/GaAs点。我们从${\bf k}\neq 0$和${\bf k}= 0$导带和${\bf k}= 0$价带的限制势的检查,通过${\bf k}$ -间接跃迁的${\bf k}\cdot{\bf p}$计算公式,直到$Γ$ -跃迁的激子结构。在整个过程中,我们比较点的GaP和GaAs衬底上获得的结果,使我们能够直接比较(In,Ga)As/GaAs量子点系统。我们还讨论了量子门的实现。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall
All-electronic coherent population trapping in quantum dots
基于三个量子点之间单电子隧穿的相消干涉,提出了量子光学中相干布居俘获的全电子模拟。大的偏置电压起着激光照明的作用。陷阱态是其中两个量子点中的电子电荷的相干叠加,因此它由于与外部电荷耦合而引起的退相干而不稳定。通过器件的所得电流I取决于退相干速率Gamma_phi和隧穿速率的比率。对于Gamma_phi --> 0,简单地有I=e Gamma_phi。随着Gamma_phi的增加,电流在反捕获时间处达到峰值。I和Gamma_phi之间的直接关系可以作为在输运实验中测量电荷量子比特的相干时间的手段。
2006-01-10 cond-mat.mes-hall
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
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
Determining the electronic triplet-singlet transition probability in double quantum dots: Analogy with the double slit experiment
我们采用初等测量方法计算了双量子点中由超精细相互作用引起的电子三重态-单重态跃迁。我们展示了超精细相互作用和核反作用过程(触发器)的局部特征是如何消除三重态-单重态跃迁几率的相消干涉的。正是这种抵消作用将超精细相互作用与混合三重态和单重态本征态的各向异性磁场区分开来。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall
Electronic and magneto-optical properties of monolayer phosphorene quantum dots
本文利用紧束缚方法研究了矩形、六边形和三角形单层磷烯量子点的电子和磁光性质。数值计算了电子态、态密度、电子密度分布、Laudau能级以及光吸收谱。我们的计算表明:(1)由于单分子层磷烯(MLP)中的各向异性电子跳跃,无论其形状和边缘构型如何,在各种MPQD的带隙中都出现边缘态。处于任意边缘态的电子只出现在量子点边界的扶手椅方向,这与石墨烯量子点中的电子只出现在扶手椅方向不同;(2)MPQD的磁能级呈现出Hofstadter-butterfly谱,随着磁场的增加,磁能级逐渐接近MLP的朗道能级.在磁能谱中出现了与MLP完全不同的“平带”;(3)量子点的尺寸、边界边缘的类型和外加磁场可以调节量子点的电学和光学性质。
2015-07-14 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical properties of b-AsP quantum dots and quantum rings under the electric and magnetic fields
本文利用紧束缚方法研究了面内电场和垂直磁场作用下不同边缘结构的b-AsP量子点和量子环的电学和光学性质.计算结果表明,边缘态的电子和光学性质在很大程度上取决于边缘的类型。通过调节电场或磁场的强度,可以有效地调谐概率密度。特别是在面内电场作用下,菱形量子点和量子点中的δ原子出现了新的边缘态,这些新的边缘态与导带区的体态之间发生了跃迁,在光吸收谱中表现为明显且均匀分离的峰.该工作为实现二维材料量子点之间的量子态转移提供了一个潜在的系统。
2022-12-04 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of site-controlled (111)-oriented zinc-blende InGaAs/GaAs quantum dots calculated using a symmetry adapted $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ Hamiltonian
在本工作中,我们提出并评估了一个(111)旋转的八带$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$哈密顿量的锌铟镓晶格的位置控制的InGaAs/GaAs量子点沿[111]方向生长的电子性质进行研究。我们推导出包含应变和压电势的旋转哈密顿量。结合我们以前制定的(111)取向的连续弹性模型,我们采用这种方法来研究一个现实的网站控制(111)生长的InGaAs量子点的电子特性。我们将这些研究与单带有效质量和八带$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$模型的评估相结合,以研究这些模型描述(111)生长的锌量子点的电子性质的能力。此外,在这样的系统中的极化电位的二阶压电贡献的影响进行了研究。与使用常规(001)取向模型进行的计算相比,现在可以以显著降低的计算成本来实现对在(111)取向表面上生长的纳米结构的电子结构的描述。
2013-11-11 cond-mat.mes-hall
The effect of valley, spin and band nesting on the electronic properties of gated quantum dots in a single layer of transition metal dichalcogenides (TMDCs)
我们在这里提出的结果,原子论的金属栅极限制在一个单一的过渡金属二硫属化物层的电子。电子态由紧束缚模型描述,并使用包括多达百万个原子的计算盒进行计算,该计算盒具有周期性边界条件和由于嵌入其中的外部门而引起的抛物线限制势。我们发现了金属栅和六个非等效K谷中电子的双重简并能谱,与Q谷相关的折叠简并谱。我们比较了GaAs/GaAlAs和自组装量子点中电子的能级和电子能谱。讨论了自旋分裂和拓扑矩对量子点中K谷和Q谷电子态的影响。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of quantum dots formed by magnetic double barriers in quantum wires
通过量子线暴露于两个磁钉在串联的输运建模。我们证明,量子点可以形成这种方式耦合到通过磁屏障的铅。从概念上讲,所有的量子点态都可以通过输运实验获得。模拟表明,Breit-Wigner共振在封闭的制度,而法诺共振出现,只要一个开放的传输通道是存在的。该系统允许调整点的约束潜力从亚抛物线超抛物线的实验参数。
2011-04-29 cond-mat.mes-hall
Electronic Raman scattering in quantum dots revisited
我们目前的理论结果有关的非弹性光(拉曼)散射的半导体量子点。每个点态的特征(无论是集体激发还是单粒子激发,它的多极性和自旋)都是独立于拉曼光谱确定的,这样就可以测试实验光谱中用于能级分配的常见信念。我们探讨了带隙激发和外部磁场的有用性,以确定集体或单粒子性质的电荷和自旋激发态。
2005-05-26 cond-mat.mes-hall
Research progress of electronic properties of self-assembled semiconductor quantum dots
自组装半导体量子点是一种人工设计和生长的新型功能材料,具有量子尺寸效应、量子干涉效应、表面效应、量子隧道-库仑阻塞效应和非线性光学效应。该材料具有晶体缺陷少、制备工艺相对简单等优点,在未来的纳米电子器件研究中具有重要的应用价值。本文按垂直输运、横向输运和电荷存储的顺序,简要介绍了该材料的电子性质的最新进展,并分析了存在的问题和发展前景。
2007-12-06 cond-mat.mes-hall
Stationary-state electronic distribution in quantum dots
我们希望引起对零维半导体纳米结构的非吉布斯行为的注意,这似乎在实验中通过从电子激发态的不完全减少的效果或通过在电子激发的基态中制备系统之后的电子能级占据的上转换的效果来表现。在目前的工作中,该效果被解释与电子LO声子相互作用的帮助下,这是应该发挥作用,在这些结构中的电子的光学声子上的多重散射的形式。考虑了考虑电子与声子多重散射的电子弛豫过程的量子动力学方程。多电子散射解释的效果是支持指出相当程度的协议之间的理论图片和相当广泛的现有的实验数据。
2005-02-24 cond-mat.mes-hall
Electronic Structures of Quantum Dots and the Ultimate Resolution of Integers
作为整数的轨道角动量L最终可以分解为素数的乘积。本文证明了N电子二维系统的L的分辨与量子态的分类之间的密切关系。在该方案中,状态本质上根据m(k)-可达性(即获得对称几何构型的能力)分为不同的类型。m(k)-可达性是所有具有中心的二维系统的普遍概念。数值计算揭示了9个和19个电子的量子点的电子结构。本文从对称性的角度支持Laughlin波函数和复合费米子模型。
2001-04-08 cond-mat.mes-hall
Electronic and spectral properties of Ge1-xSnx quantum dots: an atomistic study
该研究采用sp³d⁵s*紧束缚方法理论探究Ge₁₋ₓSnₓ合金及不同形貌量子点的电子与光谱特性,明确了其基态具光学活性的尺寸与组分区间,计算的胶体量子点吸收光谱与实验结果吻合良好。
2024-06-19 cond-mat.mes-hall
Spin and Conductance-Peak-Spacing Distributions in Large Quantum Dots: A Density Functional Theory Study
利用自旋密度泛函理论研究了200个电子的二维量子点模型的电导峰间距和基态自旋。在对称势和非对称势中得到了不同电子数范围的分布。偶/奇效应对于小的对称点是显著的,但是对于大的不对称点是消失的,这表明比预期的更强的相互作用效应。高自旋基态的比例非常大。
2002-08-07 cond-mat.mes-hall
Electronic States in Silicon Quantum Dots: Multivalley Artificial Atoms
在硅量子点的电子态进行了理论研究,考虑到多通道结构的导带。我们发现(i)交换作用在不同谷的电子之间几乎不起作用。因此,当点尺寸小于10 nm时,在没有Hund耦合的情况下,电子占据不同谷中的最低能级。高自旋态很容易通过施加小的磁场来实现。(ii)当点的尺寸大得多时,电子-电子相互作用在确定电子状态时变得相关。电子被容纳在一个山谷中,使最高的自旋,以获得交换能量。(iii)在谷间散射的存在下,不同谷中的简并能级分裂。这可能导致低自旋状态。这些自旋态可以通过观察库仑振荡中峰位置的磁场依赖性来观察。
2003-04-10 cond-mat.mes-hall
Charge conservation breaking within generalized master equation description of electronic transport through dissipative double quantum dots
我们报告了在一个模型研究中观察到的电荷守恒破缺现象,该模型研究了通过一个耗散双量子点输运的电子电流噪声。在高偏压极限下,研究了双量子点与两个电子引线耦合时的电流噪声,在弱耦合极限下,研究了耗散热浴中的电流噪声。我们的计算是基于一个马尔可夫广义主方程的解决方案。在系统内计算的电流噪声的零频率分量,即,在两点之间,通过量子回归定理显示出非物理的负值。另一方面,通过计数变量方法计算的点和引线之间的电流的电流噪声没有显示出异常,似乎物理上是合理的。我们探讨了两种名义上等同的方法之间的这种差异的起源,并表明它源于两种类型的浴的同时存在,即,电子导线和耗散玻色子浴。这一发现提出了有趣的问题,有关理论的概念基础描述多浴开放量子系统广泛遇到的纳米科学。
2009-02-13 cond-mat.mes-hall
LO-phonon overheating in quantum dots
纵向光学声子被用来解释量子点中的电子能量弛豫,同时它们作为电子子系统与之接触的储存器。这样的声子子系统预计是被动的,即,在一个长的时间限制,整个系统应该能够实现这样的稳态,其中两个子系统的统计分布不随时间变化。我们注意到LO声子浴的这一性质。我们证明了目前所使用的量子点中电子输运近似的无源性。我们还提出了一种利用正则Lang-Firsov变换来改善LO声子池无源性的方法。
2005-07-07 cond-mat.mes-hall
Atomistic theory of electronic and optical properties of InAsP/InP nanowire quantum dots
我们在这里提出了一个原子理论的电子和光学性质的六角InP量子点的InP纳米线在纤锌矿相。这些自组装量子点的独特之处在于它们的高度、形状和直径是众所周知的。使用结合价力场,紧束缚,和组态相互作用的方法,我们进行原子计算的单粒子状态和激子,双激子和三电子复合物以及发射光谱作为量子点的高度,直径和作为与P浓度的函数。用从头算方法计算了纤锌矿晶相InAs和InP的原子紧束缚参数,并通过经验带隙进行了修正.低能电子和空穴态形成类似于抛物或圆柱量子限制的电子壳层,仅受六边形对称性和As涨落的微弱影响。激子,trions和双激子的发射线的相对排列同意的InAs/InP点的锌相的双激子和正trions只有弱结合。As原子的随机分布导致了单粒子态和谱线的点到点的几个meV的波动。由于六角InAsP纳米线量子点的高度对称性,发现激子精细结构分裂很小,与实验一致,大约为几个$μ$ eV,具有显著的随机波动。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Electronic Properties of $α-\mathcal{T}_3$ Quantum Dots in Magnetic Fields
研究了二维$α-\mathcal{T}_3$晶格中量子点在垂直磁场作用下的电子性质。实施一个无限质量的边界条件,我们首先解决了一个孤立的量子点的本征值问题,在低能量,长波长近似的系统是由一个有效的Dirac-like的哈密顿量,石墨烯(pseudospin 1/2)和骰子(pseudospin 1)之间的限制插值。结果进行比较,一个完整的数值(有限质量)紧束缚晶格计算。在第二步中,我们分析了通过接触的$α-\mathcal{T}_3$量子点在磁场中的电荷输运通过计算核多项式和Landauer-Büttiker方法内的局域态密度和电导。从而也讨论了无序环境的影响。
2020-09-05 cond-mat.mes-hall
Electric- and magnetic-field dependence of the electronic and optical properties of phosphorene quantum dots
最近,黑磷量子点被实验制备。受这些实验的启发,我们从理论上研究了矩形磷烯量子点在面内电场和垂直磁场作用下的电学和光学性质.利用紧束缚方法计算了RPQD的能谱和波函数。我们发现边缘状态的带隙内的RPQD是很好地分离的体状态。在未掺杂的RPQD中,对于面内偏振光,由于边缘态的存在,我们发现了三种类型的光学跃迁:体态之间的跃迁、边缘态和体态之间的跃迁以及边缘态之间的跃迁。电场和磁场由于体态和边缘态对这些场的不同响应而不同地影响体到体、边缘到体和边缘到边缘的转变。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure of Multiple Dots
我们计算,通过自旋密度泛函理论(SDFT)和精确对角化,在各种外部电位,包括双和三重点的电子的本征态。SDFT计算采用真实的晶圆轮廓和浇口几何形状,并作为精确对角化计算的基础。电子之间的交换相互作用J是单重态和三重态基态能量之间的差异,并反映了隧穿和交换基质元素之间的竞争,这两者都是由势垒中的重叠引起的。对于双点,计算了从单重态基态到三重态基态(正到负J)的特征跃迁。对于具有2个电子的三点几何,我们也发现了具有精确对角化的电子结构。对于较大的电子数(18和20),我们只使用SDFT。与双点情况相反,三点情况显示J随磁场的准周期性波动,我们将其归因于响应于穿过三点结构的通量量子变化的基态的周期性变化。
2005-10-10 cond-mat.mes-hall
Effects of long-range disorder and electronic interactions on the optical properties of graphene quantum dots
我们从理论上研究了长程无序和电子-电子相互作用对由多达10806个原子组成的六角扶手椅型石墨烯量子点光学性质的影响。使用紧束缚,平均场Hubbard和配置相互作用方法的组合进行数值计算。石墨烯量子点中的缺陷被建模为长程随机势场,从而产生电子-空穴水坑。我们发现,当电子-空穴水坑存在时,紧束缚方法给出的低能吸收谱的平均场和组态相互作用的计算结果相比,一个穷人的描述。随着石墨烯量子点尺寸的增大,在吸收光谱中可以观察到普遍的光学电导率极限。当存在无序时,计算的吸收光谱接近孤立单层石墨烯片的实验结果。
2017-02-05 cond-mat.mes-hall
The Emission Directionality of Electronic Intraband Transitions in Stacked Quantum Dots
研究了堆叠耦合量子点中电子带内(子带间)跃迁的发射方向性。使用一个完善的八带$k \cdot p$方法,我们证明了从价带混合到导带的微小贡献,管理电子$p$-$s$-型带内跃迁的极化和发射方向性。尽管中心单元部分对动量矩阵元的贡献占主导地位,但我们发现,包络函数中矩阵元的贡献也不可忽略。借助于一个人工立方量子点,我们发现带内跃迁的垂直发射可以通过发射极的垂直纵横比来调节。随后,我们表明,这些结果可以被转移到更现实的量子点和量子点堆栈的几何形状,并表明,垂直发射可以提高从$23$ %到$46$ %,通过增加发射器的垂直纵横比的各向同性的情况下,垂直纵横比为1.0。因此,几个量子点的堆叠(对于所研究的结构,$\sim$ 4)已经足以显著地改善垂直辐射。此外,我们还讨论了量子点的堆叠数量以及点间耦合强度对辐射特性的影响。
2021-08-19 cond-mat.mes-hall
Electronic structure and transport properties of coupled CdS/ZnSe quantum dots
分别用密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了耦合CdS和ZnSe量子点的电子结构和输运特性。我们的研究表明,在这些新的耦合点,前沿占据和未占据的分子轨道在空间上位于两个不同的部分的耦合点,从而表明在电子输运不对称的可能性。通过改变单个量子点之间的耦合强度,在弱耦合和强耦合的限制下,我们计算了通过耦合量子点的电子输运。计算揭示了在两个极限下的非对称电流-电压曲线,表明耦合量子点的整流特性。此外,我们还讨论了通过不同的栅极几何形状来调节耦合点的开关行为的可能性。
2020-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Semiquantitative theory of electronic Raman scattering from medium-size quantum dots
对共振激发下多电子量子点的电子喇曼散射进行了一致的半定量理论分析。该理论是基于随机相位近似类波函数,库仑相互作用处理准确,空穴价带混合占内的Kohn-Luttinger哈密顿框架。在散射过程中的中间和最终状态的宽度,虽然处理唯象,在计算中起着重要的作用,特别是对于远高于带隙激发。当入射光能量从量子点带隙下方、穿过带隙上方和穿过带隙下方扫过时,计算得到的偏振和非偏振拉曼光谱揭示了非常复杂的特征和细节。传入和传出的共振显着修改拉曼强度的单个粒子,电荷密度和自旋密度激发。理论结果详细介绍和讨论方面的实验观察。
2003-12-24 cond-mat.mes-hall
Tuning electronic properties in graphene quantum dots by chemical functionalization: Density functional theory calculations
采用密度泛函理论研究了化学功能化的六角和三角形石墨烯量子点的电子能隙和总偶极矩。已经发现,能隙可以有效地调整在选定的集群通过边缘钝化与不同的元素或基团。利用氧的边缘钝化提供了在六边形纳米点中观察到的大能隙的相当大的减小。三角形石墨烯量子点中的边缘态和能隙也可以通过用氟钝化来操纵。总偶极矩强烈地取决于:(a)石墨烯量子点的形状和边缘终止,(b)所连接的基团,以及(c)基团所连接的位置。就形状、边缘终止和连接基团而言,化学修饰的六角扶手椅型量子点具有最高的总偶极矩。根据连接基团的位置,总偶极子可以增加、减少或消除。通过稳定性计算证实了功能化石墨烯量子点的显著特征,即可调谐的能隙和总偶极矩。红外光谱中的正结合能和正频率意味着所有选择的簇在边缘官能化和钝化与各种基团和元素下是稳定的。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Impact of second-order piezoelectricity on electronic and optical properties of $c$-plane In$_{x}$Ga$_{1-x}$N quantum dots: Consequences for long wavelength emitters
在这项工作中,我们提出了一个详细的分析的二阶压电效应在$c$平面在$_{x}$ Ga $_{1-x}$ N/GAN量子点和其后果的电子和光学性质的这些系统。特别注意增加In含量$x$对结果的影响。我们发现,在一般情况下,二阶压电效应导致的静电内建场的增加。此外,我们的研究结果表明,对于一个在含量$\geq$ 30\%,这种增加的内置字段上的发射波长和辐射寿命有显着的影响。例如,在40\%的In,辐射寿命的两倍以上时,考虑到二阶压电。计算结果表明,在设计和描述高In含量的$c$平面In $_{x}$ Ga $_{1-x}$ N/GAN量子点发光体时,二阶压电效应不可忽略.
2017-08-11 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric conversion at 30K in InAs/InP nanowire quantum dots
利用InAs/InP纳米线量子点的强电子约束特性,实现了高温热电转换。电导G和热电势S从电荷传输测量获得,并准确地再现与理论模型占的量子点的多级结构。值得注意的是,我们的分析并不依赖于估计的共同隧道贡献,因为电子热输运是由多层次的热输运。通过考虑两个自旋简并能级,我们能够评估电子热导K,并研究作为量子点配置的函数的电子优值ZT的演变,并证明在30 K时ZT ~ 35,对应于接近Curzon-Ahlborn极限的最大功率下的电子效率。
2019-03-16 cond-mat.mes-hall
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
Electrical manipulation of an electronic two-state system in Ge/Si quantum dots
我们计算了应变自组装Ge/Si量子点的电子态,为电学控制提供了一个方便的两态系统。局域在量子点的顶点处的电子状态与局域在量子点的基部处的状态几乎简并。小的电场将电子基态从顶点局域化转变为基极局域化,这允许对点的电子、光学和磁性进行灵敏的调谐。作为一个例子,我们描述了两个Ge/Si点之间的自旋-自旋耦合如何通过在顶点和基极之间移动单个点的电子基态来非常灵敏地控制。
2009-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interaction-Driven Distinctive Electronic States of Artificial Atoms at the ZnO Interface
研究了在外加磁场中,ZnO界面上含有少量相互作用电子的平面量子点的电子态。在这些系统中,电子-电子相互作用效应预计将比传统的半导体量子系统(如GaAs或InAs量子点)强得多。为了突出ZnO量子点中更强的库仑效应,我们将该系统中的能谱和磁化强度与InAs量子点进行了比较。我们已经发现,在ZnO量子点,更强的库仑相互作用的签名表现在一个独特的基态,具有非常不同的属性比相应的InAs点。我们对磁化强度的研究结果也表现出了以前从未在量子点中观察到的行为:我们发现了更强的温度依赖性和其他意想不到的特征,例如量子点氦在高温下的顺磁性行为。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall
Density functional theory of spin-polarized disordered quantum dots
利用密度泛函理论,我们研究了自旋极化无序量子点在金属区的基态能量的涨落。为了与实验相比,我们评估了附加能量的分布,并发现了Wigner-Dyson分布的卷积,预期用于非迭代电子,由于相互作用而具有较窄的高斯分布。的总分布的第三矩是独立的相互作用,因此被预测为减少了0.405的一个因素后,应用的磁场从高斯正交变换的高斯酉系综。
2000-06-29 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of nuclear-spin-polarization-induced quantum dots
我们研究了二维电子气中的电子受非均匀核自旋极化约束的系统。该系统由具有非零核自旋的异质结构组成。我们表明,在这个系统中,电子可以被限制在一个点区域通过本地核自旋极化。核自旋极化诱导量子点具有有趣的性质,表明由于核自旋弛豫和扩散过程,电子能级具有时间依赖性。电子限制势是具有弛豫的扩散方程的解。对电子能级随时间变化的实验研究,将有助于获得更多有关固体中核自旋相互作用的信息。
2003-05-01 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit effects in nanowire-based wurtzite semiconductor quantum dots
研究了Dresselhaus自旋轨道相互作用对纤锌矿结构量子线上圆柱量子点的电子态和自旋弛豫速率的影响。考虑了体Dresselhaus自旋轨道耦合的线性和立方贡献,以及弱外部磁场的影响。将已有的锌晶格圆柱量子点电子态的解析解推广到纤锌矿晶格量子点的情形。对于InAs点的电子态,我们确定的自旋纹理和有效的g-因子,这表明标度崩溃时绘制作为一个有效的重整化点大小依赖的自旋轨道耦合强度的函数。计算了声-声子诱导的自旋弛豫速率,发现横向压电势占主导地位。
2013-03-06 cond-mat.mes-hall
Dynamical nuclear spin polarization induced by electronic current through double quantum dots
我们分析了在自旋封锁机制下相干耦合双量子点中电子输运的自旋弛豫。特别是,我们重点关注超精细相互作用作为自旋弛豫机制。我们特别注意了由电子流引起的动态核自旋极化对核环境的影响。讨论了在不同的超精细耦合强度和点间隧穿强度下,电子流和感生核自旋极化随外加磁场的变化规律。我们考虑到,对于每个磁场,所有的超精细介导的自旋弛豫过程来自不同的相反的自旋水平的方法。我们发现,作为外部磁场的函数的电流示出了一个峰值或一个谷,并且从电流谷到电流峰值的行为的过渡是通过减少超精细耦合或通过增加点间隧穿强度获得的。我们给出了一个物理图像之间的相互作用的电子隧穿双量子点和自旋翻转过程由于核环境。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall
Magnetic field dependence of electronic properties of MoS$_2$ quantum dots with different edges
利用紧束缚方法研究了垂直磁场作用下正方形、三角形和六边形MoS $_2$量子点的能谱。在MoS $_2$量子点中出现了新的边缘态,这些边缘态分布在整个边缘上,我们称之为环态。在自旋轨道耦合(SOC)的存在下,环态是鲁棒的。相应的环态能级随垂直磁场的变化而振荡,这与Aharonov-Bohm振荡有关。随着环态的形成(坍缩),能级和磁光谱中的峰的磁场依赖性的振荡出现(消失)。随着量子点尺寸的增大,振荡的周期和振幅减小.
2018-02-26 cond-mat.mes-hall
Intersubband Electronic Properties of InAs/GaAs Quantum Dot Molecules with Horizontal Spacer
本文研究了两个横向耦合的圆顶状InAs/GaAs量子点的子带间电子性质。包络函数和本征能量被计算为点之间的距离的函数。点之间的耦合进行了研究,使用点之间的过渡寿命。结果表明,在近距离(小于3 nm)的量子点是耦合的,随着距离的增加,跃迁寿命急剧下降,量子点变得不耦合。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Semiclassical Density Functional Theory: Strutinsky Energy Corrections in Quantum Dots
我们发展了量子点的半经典密度泛函理论。库仑阻塞电导振荡已经在几个实验中使用纳米结构的量子点测量。然而,这些振荡的统计特性仍然令人困惑,特别是电导峰之间的间距的统计。为了探索剩余相互作用可能发挥的作用,在间距统计,我们考虑多体系统,其中包括电子-电子相互作用,通过一个明确的密度泛函。首先,我们开发了一个近似的级数展开获得的基态使用Strutinsky壳修正方法的想法。其次,我们将二阶半经典修正与屏蔽库仑势联系起来。最后,我们通过一维模型系统的数值计算研究了近似方法的有效性,并显示了作为粒子数的函数的连续项的相对大小。
2000-07-21 cond-mat.mes-hall
Electronic Green's functions in a T-shaped multi-quantum dot system
利用运动方程方法推导了T型多量子点体系电子格林函数的计算公式。我们使用一个广义的安德森哈密顿量,它占{ \em有限} introdot现场库仑相互作用在所有组件点,以及相邻量子点之间的点间电子隧穿的系统模型。我们的结果是在Hartree-Fock近似下和非Hartree-Fock近似下得到的,为计算多量子点系统在库仑阻塞机制下的所有电子关联提供了一条途径.这两个近似值提供了有关有限的intradot现场库仑相互作用的物理效应的信息。作为一个特殊的例子,我们的推广结果,我们认为最简单的T形系统由两个点,并证明了我们的近似引入重要的修正检测器和侧点格林函数,并隐含在系统的输运性质的评价。这种多量子点T形结构对于量子点系统中量子比特态的实际实现可能是有意义的。
2011-08-20 cond-mat.mes-hall
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
Band Modulation for Silicene and Graphene Quantum Dots: A First-Principles Calculation
采用第一性原理方法研究了硅烯和石墨烯量子点的能带调制。本研究包括普通的硅烯和石墨烯量子点以及氢化硅烯和石墨烯中嵌入的量子点。量子点的形状和尺寸被认为是影响其电子性质的重要因素。我们研究了几种类型的量子点:三角形,三角形,矩形,六边形点。结果表明,量子点的能隙可以通过量子点的尺寸来调节,量子点的尺寸越大,能隙越小。此外,形状影响量子点的磁性。三角形点表现为磁性半导体,六角形点表现为反铁磁特性,而六角形点为非磁性。控制硅烯或石墨烯量子点的大小和形状可以操纵其磁性和电子性质。
2018-12-21 cond-mat.mes-hall
Electronic and magnetic properties of graphene quantum dots with two charged vacancies
采用平均场哈伯德模型研究了六边形石墨烯量子点中两个空位系统的电磁性质,该系统的电磁性质是电荷杂质的库仑势强度$β$和它们之间的距离R的函数.对于$β=0$,空位的磁性由Lieb规则决定,其中相反的(相同的)子晶格空位反铁磁性地(铁磁性地)耦合并表现出费米振荡。在这里,我们证明了一个非磁性制度内的亚临界区域的出现:作为库仑势强度增加到$β\sim 0.1$,在达到受抑原子崩溃制度,磁化强度被强烈抑制和基态总自旋由$S_{z}=0$给出的相反和相同的亚晶格空位配置。在扩展平均场哈伯德模型中考虑电子-电子长程相互作用时,对于$R < 27 \ Å $,其阻挫坍缩的临界值从$β_{cf} \sim 0.28$增加到$β_{cf} \sim 0.36$.
2020-08-20 cond-mat.mes-hall
Dissipative dynamics of spins in quantum dots
我们提出了一个理论的耗散电子自旋被困在量子点,由于其耦合到主机晶格声学声子模式。本文从耗散二能级系统的自旋动力学理论出发,导出了自旋耗散池、电子禁闭和电子-声子相互作用之间的关系。我们发现,有一个能量尺度,通常小于电子的横向限制能量,它设置不同的耗散制度之间的边界。
2003-11-27 cond-mat.mes-hall
Spin-density-functional theory of circular and elliptical quantum dots
利用自旋密度泛函理论,研究了N=58个电子的二维抛物型量子点的电子态。我们观察到一个壳层结构的点填充电子。洪德定则决定了基态的自旋构型,但最多只能有22个电子。在特定的N,基态是简并的,并且外部电势的小椭圆变形诱导旋转电荷密度波(CDW)状态。在密度泛函理论中,先前发现的自旋密度波(SDW)态被证明是自旋对称性破缺的伪像。
1998-08-18 cond-mat.mes-hall
Depolarization of Electronic Spin Qubits Confined in Semiconductor Quantum Dots
量子点可以说是物质自旋量子比特和飞行光子量子比特之间的最佳接口。使用量子点器件来产生联合自旋光子态需要电子自旋量子比特被存储延长的时间。因此,研究受限于各种量子点的载流子自旋的相干性具有重要的科学和技术意义。在这项研究中,我们报告的自旋弛豫测量五种不同形式的电子自旋量子位限制在同一个量子点。特别是,我们使用所有的光学技术来测量自旋弛豫的限制重空穴和暗激子-一个长寿命的电子-重空穴对平行自旋。在没有外加磁场的情况下,我们对电子、重空穴、暗激子、正负三电子自旋弛豫的测量结果与中心自旋理论一致,该理论认为载流子自旋的退相是由于它们与形成量子点的原子核自旋的超精细相互作用。我们证明了重空穴的退相比电子慢得多,并且从实验和理论上证明了暗激子的退相比重空穴慢,这是由于电子-空穴交换相互作用部分地保护了暗激子的自旋态不发生退相.
2018-08-01 cond-mat.mes-hall
Landau Fermi Liquid Picture of Spin Density Functional Theory: Strutinsky Approach to Quantum Dots
利用自旋密度泛函理论计算了量子点的基态能量和自旋。首先,我们引入了一个Strutinsky型近似,其中量子干涉被视为一个光滑的高斯-费米描述的校正。对于大的不规则点,我们发现,二阶Strutinsky表达式的准确度约为5%的完整SDFT相比,捕捉所有的定性特征。其次,我们进行随机矩阵理论/随机平面波分析的Strutinsky SDFT表达式。该结果与SDFT量子点统计结果在统计上相似。最后,我们注意到,二阶Strutinsky近似提供,在本质上,一个朗道费米自旋密度泛函理论液体图片。例如,自旋通道中的主导项就是我们熟悉的交换常数。SDFT和微扰理论导出的“通用哈密顿”之间的直接比较,从而成为可能。
2004-01-21 cond-mat.mes-hall