探测硅三量子点中谷间隧穿耦合的空间变化

限制在硅量子点中的电子表现出轨道、自旋和谷自由度。谷自由度源于硅的体带结构，其具有六个简并的电子极小值。该简并性在硅量子阱中可因应变和电子限制而被解除，但两个最低谷的“谷分裂”已知对原子尺度无序敏感。大的谷分裂对于获得定义良好的自旋量子比特是理想的。此外，理解耦合相邻量子点中不同谷的谷间隧穿耦合极为重要，因为由此在能级图中产生的能隙可能影响硅量子点阵列中电荷与自旋转移协议保真度。在此，我们利用微波谱学探测谷分裂的空间变化，以及耦合三量子点（TQD）中量子点 $i$ 与 $j$ 的谷内与谷间隧穿耦合（$t_{ij}$ 与 $t'_{ij}$）。我们揭示了谷间与谷内隧穿耦合之比的较大空间变化：$t_{12}'/t_{12}=0.90$ 与 $t_{23}'/t_{23}=0.56$。通过调节点间隧穿势垒，我们还表明 $t'_{ij}$ 随 $t_{ij}$ 线性缩放，与理论预期一致。结果表明相邻量子点上不同谷态之间存在强相互作用，我们将其归因于硅量子阱中的局域不均匀性。