电子电荷搬运的鲁棒性：结构、脉冲、电荷缺陷与噪声阈值
介观与纳米尺度物理
2025-04-03 v2 量子物理
摘要
在半导体基导体技术中，实现在组件之间搬运电荷的能力至关重要。我们数值模拟了各种“输送带”搬运场景，用于简单的Si/SiO2器件，显式建模了电子波函数，采用基于网格的分步算子方法和时依赖2D势（由泊松求解器获得）。这使我们能够完全表征电子损失概率和激发分数。惊人地，通过仅使用三个独立电极，即使存在脉冲不完美、附近电荷缺陷和约翰逊-奈奇噪声，过程仍可保持近乎完美的绝热。只有相当密度的电荷缺陷，或位于“对抗性”位置的缺陷，才会灾难性地破坏电荷搬运。尽管我们没有明确建模自旋或阱 Valley自由度，但我们的这些电荷传播结果支持结论，输送带搬运是为半导体量子器件提供连通性的绝佳候选方案。
引用
@article{arxiv.2408.03315,
title = {Robustness of electron charge shuttling: Architectures, pulses, charge defects and noise thresholds},
author = {Minjun Jeon and Simon C. Benjamin and Andrew J. Fisher},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.03315},
year = {2025}
}
备注
35 pages, 36 figures