过渡金属二硫族化物单层中单量子点的自旋简并区域

过渡金属二硫族化物（TMDC）单层中的强自旋-轨道耦合导致在$K$和$K'$谷附近出现自旋可分辨的能带结构，使得零场下TMDC单层中二维量子点（QD）的本征基由Kramers对$|0\rangle_-=|K'\uparrow\rangle$, $|1\rangle_-=|K\downarrow\rangle$ 和 $|0\rangle_+=|K\uparrow\rangle$, $|1\rangle_+=|K'\downarrow\rangle$描述。强自旋-轨道耦合限制了单个TMDC量子点作为自旋量子比特的实用性。本文研究了在单层TMDC量子点中克服自旋-轨道耦合的可能自旋简并态区域，包括零场下自旋和谷自由度变为四重简并的情况，以及在特定磁场下局域于给定谷的二重简并情况。研究表明，此类区域可在MoS$_{2}$中实现，因其自旋-轨道耦合足够低且符号正确，使得自旋分辨的导带在$K$和$K'$谷附近的点相交，从而可通过选择合适的临界点半径加以利用。