受限真空共振作为具有可调寿命的人工原子
介观与纳米尺度物理
2022-04-25 v1
摘要
原子级构筑的人工晶格是模拟复杂量子现象的有用工具，但迄今为止仅限于研究电子-电子相互作用不起作用的哈密顿量——然而，恰恰是在这些相互作用确实重要的区域，模拟相对于数值方法具有关键的计算时间优势。在此，我们提出一种构建人工物质的新平台，其依赖于场发射共振的受限，这是一类局域于真空的离散化电子态。我们利用氯终止的 Cu(100) 表面上表面空位的原子操纵来暴露底层金属的方形区域，从而创建容纳粒子在箱中模式的原子级精确势阱。通过调整受限势的形状和大小，我们可以获得具有不同量子数的态，使这些区域成为量子点乃至人工原子的有吸引力的候选者。我们证明，通过修改受限势（经由原子组装或改变针尖-样品距离），可以延长并调控这些工程态中电子的寿命。我们还展示了对态填充有限范围的控制，该参数在量子多体态演化中起着关键作用。我们对通过局域态的输运进行建模，以解耦并量化限制寿命的过程，阐明了电子寿命对底层体带结构性质的临界依赖。与体带的相互作用还产生了负微分电阻，为工程定制原子级共振隧穿二极管开辟了可能的途径，其表现出类似的电流-电压特性。
引用
@article{arxiv.2204.10559,
title = {Confined vacuum resonances as artificial atoms with tunable lifetime},
author = {Rasa Rejali and Laëtitia Farinacci and David Coffey and Rik Broekhoven and Jeremie Gobeil and Yaroslav M. Blanter and Sander Otte},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.10559},
year = {2022}
}