绝热近似下耦合量子阱中电子运动的本征解与时间演化

定量分析了电子在周期驱动耦合量子阱中的运动情况,导出了绝热近似条件下时间演化算符的表示,计算了不同初始条件下阱中电子数分布随时间演化的关系.     

耦合双量子阱间的隧穿时间

通过研究在外电场驱动下的双量子阱系统中电子的动力学行为，利用微扰理论得到了两个量子阱间的相干隧穿时间及电子局域化条件，并用数值演化方法验证了上述理论结果的正确性．这一方法可以推广到多模电场作用下的系统．     

双模电场作用下电子在双量子阱间的隧穿时间

研究了在双模电场驱动下的双量子阱系统中电子的动力学行为．利用微扰理论我们得到了耦合量子阱间的相干隧穿时间及电子局域化条件．并用数值演化方法验证了上述理论结果的正确性．这一方法可以推广到任意周期电场作用下的系统。     

二维量子阱中单电子量子比特的性质

通过求解能量本征方程,得到弱磁场作用下的二维势阱中电子的本征能量及其波函数,进而以基态和第一激发态波函数构造了一个量子比特.数值计算结果表明,量子比特内电子的空间概率密度随空间坐标和时间的变化而变化,在阱的边缘处出现的概率值为零,在其他位置相对较大;各个空间点的概率密度均随时间做周期振荡,振荡周期与阱宽有关,与外磁场无关,它随阱宽的增加而增大.     

有限深对称量子阱中电子量子比特的性质

通过求解有限深对称量子阱中电子的能量本征方程,得到电子的能量状态;并以此为基础利用基态和第二激发态叠加构造一个量子比特,研究电子量子比特的性质.数值计算结果表明:概率密度的振荡周期与量子阱宽度和深度均有关,当势阱深度给定时,振荡周期随量子阱宽度的增大而增大,当阱宽给定时,振荡周期随势阱深度的增大而减小.各坐标点的概率密度幅值不同,量子阱中心位置概率密度幅值最大,其它位置较小.电子的概率密度以周期T在z方向振荡,不同时间点的概率密度幅值不同,在一个周期内,当t=0T,1T时电子概率密度在阱内中心达到最大,当t=0.5T时电子概率密度在阱内中心达到最小;在阱外电子的概率密度都是向两边逐渐衰减的.     

双抛物量子阱的非对称性与电子能态

在有效质量近似下，计算了非对称双抛物量子阱内电子的能量，讨论了双抛物阱的非对称性对电子本征能态和跃迁能等的影响。结果表明非对称在双抛物阱中的影响比在双方势阱中更为显著。     

双量子阱中的带电粒子

在有效质量近似下，计算了双抛物理量子阱中带电单粒子（电子和空穴）的本征态，并通过与单抛量子阱和双方量子阱的对比，分析了粒子各种性质与阱宽、垒宽的关系，并讨论了量子阱形状对本征态的影响。     

AlN/GaN量子阱中光学声子所限制的电子迁移率

在介电连续模型和单轴模型的框架下,采用雷-丁平衡方程理论,考虑量子阱中界面光学声子模和局域体光学声子模的影响,分别计算了纤锌矿型和闪锌矿型AlN/GaN量子阱中电子平行于异质结界面方向的迁移率,给出迁移率随阱宽的变化关系,并讨论了结构各向异性效应对电子迁移率的影响.     

磁场对量子阱中类氢杂质性质的影响

本文在弱场极限下应用微扰变分法,在强场极限下应用绝热微扰法,计算了位于,量子阱中心的一个类氢杂质在磁场中基态的束缚能和电子跃迁能量。结果表明:电子的基态束缚能随磁场的增加或量子阱宽的减小而增大;电子跃迁能量随量子阱宽的减小而变大;在强场极限和弱场极限下,电子跃迁能量随磁场变化的规律不同。在强场极限下,电子跃迁能随磁场的增加变大。在弱场极限下,当电子初态有横向激发,末态是基态时,跃迁能量随磁场的增加变大;当电子初态只有纵向激发,末态有横向激发时,跃迁能量随磁场的增加变小,当电子初态与末态横向激发的程度相同时,跃迁能量不随磁场变化。     

半导体量子阱中磁极化子的基态能量

本文从量子阱中电子-声子相互作用的哈密顿量出发,进一步考虑了外加磁场对极化子性质的影响,讨论了量子阱中磁极化子的基态能量与磁场和量子阱宽度的关系。数值计算结果表明,量子阱中界面声子与电子的相互作用是不可忽略的。     

Optically programmable electron spin memory using semiconductor quantum dots

The spin of a single electron subject to a static magnetic field provides a natural two-level system that is suitable for use as a quantum bit, the fundamental logical unit in a quantum computer. Semiconductor quantum dots fabricated by strain driven self-assembly are particularly attractive for the realization of spin quantum bits, as they can be controllably positioned, electronically coupled and embedded into active devices. It has been predicted that the atomic-like electronic structure of such quantum dots suppresses coupling of the spin to the solid-state quantum dot environment, thus protecting the 'spin' quantum information against decoherence. Here we demonstrate a single electron spin memory device in which the electron spin can be programmed by frequency selective optical excitation. We use the device to prepare single electron spins in semiconductor quantum dots with a well defined orientation, and directly measure the intrinsic spin flip time and its dependence on magnetic field. A very long spin lifetime is obtained, with a lower limit of about 20 milliseconds at a magnetic field of 4 tesla and at 1 kelvin.     

等离激元微腔中的量子阱太赫兹光吸收

利用Zubarev’s格林函数方法研究了强太赫兹电场作用下微腔中的双量子阱激子光吸收特性.将腔场和太赫兹场处理为光子,根据哈密顿量得到运动方程.研究考虑了失谐、太赫兹场耦合常数以及电子数的衰减率.研究发现,在强太赫兹场作用时,光谱呈现丰富的非线性效应,如出现复制峰和Autler-Townes分裂.该研究为微腔-量子阱系统量子光学响应提供了一个简单、方便的全量子理论处理方法.     

信号调制下单模激光增益模型的动力学性质

采用色泵噪声和实、虚部间关联的量子噪声驱动的单模激光增益模型,运用线性化近似方法,计算了调制信号输入时激光系统的稳态光强关联函数C(t),研究了系统的动力学性质,发现泵噪声及量子噪声实、虚部间关联等均对光强关联函数随时间的演化形式有较大的影响;当泵噪声的色关联为短时关联时,光强关联函数随时间的演化经历了从单调衰减到出现极小值再到趋于稳定的过程;当泵噪声色关联为长时关联时,关联函数随时间的演化经历了从单调衰减到周期性振荡衰减的过程.这表明周期性信号和泵噪声的"色"对激光系统的动力学行为有很大的影响.     

球型量子点量子比特内电子的概率密度分布

通过精确求解能量本征方程及变分方法,得到球型量子点中电子-声子相互作用体系的基态和第一激发态能量,以这样一个两能级体系构成一个量子比特.数值计算表明,当量子点尺寸一定时,量子比特中电子的概率密度随空间位置的变化而变化,且各个空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,振荡周期随球半径的增大而增大.     

内含两个气泡介观环的电子输运

采用介观结构中一维量子波导理论,在给定节点处波函数的边界条件情况下,研究了内含两个气泡介观环结构的电子输运特性.结果表明电子的透射系数随外环半长及两个气泡半周长的改变均做周期性振荡.     

内切环介观结构中的电子输运特性

采用一维量子波导理论，在给定节点处波函数的边界条件情况下，研究内切环介观结构中的电子输运特性．研究结果表明，电子透射几率随内环半径以及内外环半径差的改变均做周期性振荡。     

Driven coherent oscillations of a single electron spin in a quantum dot

The ability to control the quantum state of a single electron spin in a quantum dot is at the heart of recent developments towards a scalable spin-based quantum computer. In combination with the recently demonstrated controlled exchange gate between two neighbouring spins, driven coherent single spin rotations would permit universal quantum operations. Here, we report the experimental realization of single electron spin rotations in a double quantum dot. First, we apply a continuous-wave oscillating magnetic field, generated on-chip, and observe electron spin resonance in spin-dependent transport measurements through the two dots. Next, we coherently control the quantum state of the electron spin by applying short bursts of the oscillating magnetic field and observe about eight oscillations of the spin state (so-called Rabi oscillations) during a microsecond burst. These results demonstrate the feasibility of operating single-electron spins in a quantum dot as quantum bits.     

多量子点接触中静电势对电子输运的调制

本文对动态量子点驱动的通过三个量子点接触的电子输运的静电调制效应进行了研究.通过对栅极施加不同电压形成不同的量子点接触静电势,从而改变动态量子点的形状.随着栅极电压的改变,电子库中的费米能也会随之改变,同时,影响下一个量子点接触的静电势垒的梯度.实验证明,量子点接触的电势并不总是阻碍电子输运.电势的调制能够帮助我们了解电子与电子之间的库伦阻塞效应.