原子级量子点中的超快库仑阻塞
介观与纳米尺度物理
2024-12-19 v1 光学
摘要
在光波驱动的纳米电子学中，以光学时钟频率控制电子动力学是一项基本挑战。本文中，我们利用聚焦于扫描隧道显微镜（STM）皮腔上的皮秒太赫兹（THz）源脉冲，展示了单层和双层二硒化钨（WSe）中单个硒空位的超快电荷态操控。通过对缺陷电荷布居进行 THz 泵浦-THz 探针时域采样，我们捕获了瞬态库仑阻塞的原子尺度快照，这是通过量子化缺陷态进行电荷传输的标志。我们确认，当探针电子态的电荷态寿命超过脉冲持续时间时，局域电荷向针尖电极的背向隧穿是光波驱动 STM 面临的关键挑战。然而，我们表明 Franck-Condon 阻塞可以缓解背向隧穿，它限制了可达的电子-振动跃迁并促进单向电荷传输。我们的速率方程模型准确再现了不同耦合区间下随时间变化的隧穿过程。这项工作建立在近期利用光波驱动 STM 对相干晶格和准粒子动力学进行成像的进展之上，为探索低维材料中的超快电荷动力学开辟了新途径，推动了光波驱动纳米电子学的发展。
引用
@article{arxiv.2412.13718,
title = {Ultrafast Coulomb blockade in an atomic-scale quantum dot},
author = {Jonas Allerbeck and Laric Bobzien and Nils Krane and S. Eve Ammerman and Daniel E. Cintron Figueroa and Chengye Dong and Joshua A. Robinson and Bruno Schuler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.13718},
year = {2024}
}