利用扫描探针技术对强关联少电子二维量子点的电荷密度绘图
介观与纳米尺度物理
2013-07-26 v1
摘要
我们进行了利用扫描探针技术对量子点中受限电荷进行绘图的数值模拟。我们采用精确对角化方法求解少电子 Schr"odinger 方程，并评估作为探针位置函数的能量图。随后，利用微扰理论给出的积分方程，我们尝试从能量图中复现电荷密度分布，并将复现的密度图与原始图进行对比。本研究涵盖了具有各种几何形状和轮廓的二维量子点，并以一维（1D）量子点为极限情况。我们专注于出现强电子 - 电子关联的大量子点。对于圆形量子点，关联导致维格纳分子（Wigner molecules）的形成，这些分子在探针存在时在实验室参考系中显现。未受扰动的旋转对称电荷密度被惊人地良好复现。我们发现，一般而言，对于排斥性探针势，受限液滴的尺寸以及电荷密度极大值的空间范围被低估，而对于吸引性探针则被高估。在低对称性量子点中，即使在没有探针的情况下，对于某些电子数，具有单电子岛的维格纳分子也会成核。这些电荷密度能被绘图很好地分辨。只有当经典点电荷密度分布唯一时，特别是在受限的一维极限下，单电子岛才会出现在实验室参考系中。我们证明，对于拥有几个等价经典构型的电子系统，排斥性探针会在这些构型之间切换。因此，电荷密度逃避了排斥性探针的绘图。
引用
@article{arxiv.1307.1206,
title = {Charge density mapping of strongly-correlated few-electron two-dimensional quantum dots by scanning probe technique},
author = {E. Wach and D. P. Zebrowski and B. Szafran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.1206},
year = {2013}
}