通过施加各向异性栅极电势调控 InAs 量子点中的朗德 g 因子：精确对角化、数值与微扰方法

我们研究了 InAs 量子点中由各向异性栅极电势和磁场共同诱导的电子自旋朗德 g 因子的变化，以探索其在固态量子计算中的潜在应用。本文给出了各向同性和各向异性量子点中朗德 g 因子变化的解析表达式和数值模拟。利用解析技术和数值模拟，我们展示了在能级交叉或反交叉发生之前的区域，拉什巴自旋轨道耦合对 g 因子随电场的变化有主要贡献。特别是，通过强拉什巴自旋轨道相互作用，电场的可调谐性显示出能覆盖很宽的 g 因子范围。本文的另一个主要结果是，如果保持对称和非对称量子点的面积不变，各向异性栅极电势会对轨道角动量产生淬灭效应，从而减小 g 因子在电场和磁场可调谐性方面的变化。我们识别了朗德 g 因子变化中电子态的能级交叉和反交叉。我们模拟了电子自旋的波函数，并估算了对应于最近实验研究（Phys. Rev. Lett. 104, 246801 (2010)）的量子点中自旋态 $|0,-1,+1/2\rangle$ 和 $|0,0,-1/2\rangle$ 的反交叉大小。