耦合量子點、超晶格光電特性及調(diào)控研究.pdf

1、本文研究了耦合量子點體系的光電性質(zhì)與操控以及超晶格中電流的自振蕩行為，內(nèi)容包括條件光子輔助輸運(yùn)，雙光子輔助輸運(yùn)的耦合，光子激發(fā)與隧穿輸運(yùn)的關(guān)聯(lián)，超晶格中電流的自振蕩動力學(xué)。主要內(nèi)容分為兩部分，第一部分為量子點體系中幾種不同動力學(xué)研究，包括了本論文的第二，三，四章。第二部分為超晶格中電流的自振蕩研究，為論文的第五章。
　　本研究首先基于一個真實的三量子點模型，構(gòu)造了一個條件光子輔助輸運(yùn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對一個量子點中電子的光學(xué)激發(fā)去控

2、制另一對量子點間的光學(xué)輔助輸運(yùn)電流。系統(tǒng)的條件動力學(xué)行為由輸運(yùn)電流的峰與谷很好地表現(xiàn)出來。這些輸運(yùn)電流的峰與谷反映出雙電子的相干激發(fā)和捕獲。這個結(jié)果提供了一條可行的雙電子光學(xué)操控方案并可由輸運(yùn)電流譜信號進(jìn)行檢測。接著，對兩個耦合的光子輔助輸運(yùn)之間的相互作用進(jìn)行了理論研究。由四個量子點組成的兩條光子輔助輸運(yùn)通道，通過量子點間的隧穿耦合起來。四個量子點的能級及量子點間的隧穿進(jìn)行了精心設(shè)計，并由此計算了各個輸運(yùn)電流和驅(qū)動場及隧穿耦合強(qiáng)度的關(guān)系

3、。兩個光子輔助輸運(yùn)電流之間的相互作用通過耦合隧穿電流很好地表現(xiàn)出來。結(jié)果表明這種耦合的電流輸運(yùn)具有類似于經(jīng)典電橋的電流特征。這種特性可用于微電路和納米光電子元器件的設(shè)計與制造。然后，研究了由兩個量子點組成的光學(xué)量子點組同另外兩個量子點組成的隧穿量子點組通過靜電耦合成一個關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的動力學(xué)行為。靜電耦合將作拉比振蕩的電子與作隧穿的電子關(guān)聯(lián)起來。這種關(guān)聯(lián)可以通過隧穿電流譜顯示出來。數(shù)值計算結(jié)果表明，當(dāng)ΩR=Tc時，兩電子的關(guān)聯(lián)達(dá)到最強(qiáng)，并且兩

4、電子同時完成它們的動力學(xué)過程。這樣就使得只須用一個光學(xué)信號，就可以達(dá)到同時操控兩電子的目標(biāo)。這種結(jié)果對于設(shè)計雙量子比特門很有借鑒意義。最后，研究了超晶格中順序隧穿電流的自振蕩行為。利用一個雙洛侖茲型的電子漂移速度模型和全電流微分方程，數(shù)值求解了超晶格中的順序隧穿電流譜，得出自振蕩電流同相關(guān)參數(shù)的關(guān)系，作出了自振蕩電流的頻率譜與輻射譜，說明了提高頻率譜與功率譜的辦法。重要的是，本文得出的自振蕩電流的頻率位于亞太赫茲范圍，這對設(shè)計一些用于甚