AlGaAs-GaAs 异质结构中量子谐振子的演示与操作
量子物理
2022-11-15 v2
摘要
量子谐振子（QHO）是量子力学中最重要的且普遍存在的模型系统之一，具有等间距的能级或本征态。在此，我们提出一类由 AlGaAs/GaAs 异质结构中的类氢替代掺杂剂形成的近乎理想的新型 QHO。基于模型计算，我们证明当 delta 掺杂的 Si 施主替代靠近 AlGaAs/GaAs 异质界面的 Ga/Al 晶格位点时，会形成类氢 Si QHO，其特征是产生平方律谐振势的恢复性库仑力。这产生了能量间距约为 ~8-9 meV 的 QHO 态。我们通过利用栅极调谐并使用铝单电子晶体管（SET）测量 QHO 态，在实验上证实了该提议。对于高于 0.5 V 的正栅极偏压，除了周期大得多的常规库仑阻塞（CB）振荡外，还出现了周期约为 ~7-8 mV 的尖锐且快速的振荡。快速振荡及其行为的观测与我们的理论结果定量一致，表明了来自 QHO 的电子谐振运动。我们的结果可能确立在半导体异质结构中设计、构建和操控 QHO 的通用原理，为其量子应用开辟未来的可能性。
引用
@article{arxiv.2101.06575,
title = {Demonstration and operation of quantum harmonic oscillators in an AlGaAs-GaAs heterostructure},
author = {Guangqiang Mei and Pengfei Suo and Li Mao and Min Feng and Limin Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06575},
year = {2022}
}
备注
18 pages, 5 figures