通过胶体量子点的自旋相关输运:交换相互作用的作用
介观与纳米尺度物理
2021-02-17 v1 量子物理
摘要
由于近期纳米加工技术的进步以及量子点作为量子计算候选者的实现,对半导体量子点中电荷与自旋输运的研究正经历复兴。在本工作中,我们结合原子级电子结构计算与量子主方程方法,研究强受限量子点中电子与空穴在偏置电压下与两个引线耦合的输运。我们发现,两个最低准粒子能级之间的能级间距与交换相互作用强度之间的竞争决定了最低两个准粒子能级的自旋态。具体而言,低电子态密度导致自旋单态为最低能量双电子态,而相比之下,高空穴态密度与显著交换相互作用导致自旋三重态为最低能量双空穴态。交换相互作用也负责输运性质中的自旋阻塞,根据我们的计算,对于强受限胶体量子点,该阻塞可维持至高达 77K 的温度。最后,我们将这些发现关联到利用偏置电压在量子点中单态与三重态自旋量子比特态的制备与操控。
引用
@article{arxiv.2102.07778,
title = {Spin-Dependent Transport Through a Colloidal Quantum Dot: The Role of Exchange Interactions},
author = {John P. Philbin and Amikam Levy and Prineha Narang and Wenjie Dou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.07778},
year = {2021}
}