当前位置：文档之家 › 磁场和带电杂质对2电子量子点的综合效应

磁场和带电杂质对2电子量子点的综合效应

  • 格式：pdf
  • 大小：240.57 KB
  • 文档页数：4
下 ，其性质 在 以前 的文 献 中还 未 深人 探 讨 和 总结 。
子量子 点 已被 广泛地 研究 。早在 １９ ９ ３年 ，Ｗｏｆ ｎ ｌａｇ ｇ 等计 算 了 ２至 ４电子量 子点 的能谱 Ｊ 。我们 于 ２ ０ ０４
ｓ ｔ ｉ ａｃｒ ｉ ｎ ａ ｅｎｃｌｕ ｔ ， ｈ ｅｕｔ ａ ｕ ｍａｉ ｄａｄｐ ｔ ｄｉ Ｌ ，ｏ ｄ— ｔ ｅ ｎ ｃｏｄｗｔ Ｂａ ｄｄｈ ｓ ｅ ａ ｌ ｅ ｔｅ ｓｌ ｒ ｓｍ ｒ ｅ ｎ ｌ ｔ ａ（ ｏＳ ） ｉ ａ ｈ ｂ ｃａｄ ｒ ｓ ｅ ｚ ｏｅ ｎ ａｒｍ．Ｔ ｅ（ ｏ Ｓ ）ｄ ｇａ ｄｃｔｓ ｈｔ ｈ ａ ｓｉ ｓ ｆ ０ ｎ ｏ ｒ ｍ ｔ ｅ ｅｕｉ ａ ． ｇａ ｈ Ｌ ，０ ｉ ｒｍ ｉ ｉ ｅ ａ ｔｅｔ ｎｉｏ ｄ ｅ ａ ｈｄｉ ｐｃ ｌ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｔ ｒ ｔｎ ｏ ａ Ｓ ａ ｃ ｎ ａｗ
２ ｈ ｓ ｓ ｃｅｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇＩｓｔｔ，Ｓ ｎＹ ｔ ｅ ｎｖｒ ｔ， ｕｎ ｚｏ ， ２ ５ ｈｎ ） ．Ｐ ｙｉ ｉ ｅａ ｄＥ ｇ ｅｉ ｔｕｅ ｕ ａ— ｎＵ ｉｅ ｉ Ｇ ａｇｈｕ ５ ７ ，Ｃ ｉａ ｃＳ ｎ ｎ ｎ ｎｉ ｓ ｓｙ １ ０ Ａ ｓｒｃ ：Ｔ ｅｐｏｅ ｙｏ 一ｉ ｅ ｓ ｎ ｌ 一ｌｃ ｏ ｕｎｕ ｏ （ Ｄ）ｓｂｅｔｄｔ ａ ｘ ｒａ ｍ ｇ ｂｔａ ｔ ｈ ｒ ｒ ｆ ２ｄｍ ｎｉ ａ ２ｅ ｔ ｎｑ ａｔｍ ｄ ｔ Ｑ ｐｔ ａ ｏ ｅｒ ｕｊｃ ｎｅｔ ｎｌ ａ — ｅ ｏ ｅ
关键 词 ：量子点； 磁场；杂质； 基态 中图分 类号 ：０ ８ ４８ 文献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ： ５９ ６７ ２１）０ — ０８ ０ ０２ — ５９（００ ３ ０３ — ４
Ｔｈｅ Ｃｏ ｂｉ ｅ ｆ ｃ ｆ ａ Ｍ ａ ｎ ｔｃ Ｆｉｌ ｎｄ ａ Ｃｈ ｒ ｅ ｍ ｎ ｄ Ｅｆｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｉ ｅｄ ａ ａ ｇ ｄ
磁 场和 带 电杂 质 对 ２电子量 子 点 的综 合效 应
李 小珠 ，刘 益 民 ，黄 钢 明
（ ．韶 关学 院物 理 系 ，广 东韶 关 ５ ２ ０ ； １ １０ ５ ２ 中山 大学理 工 学院 ，广 东广 州 ５ ０ ７ ） ． １ ２ ５ 摘 要 ：研究了在磁场 Ｂ中受带电杂质影响的２ 维２电子量子点的特性。带电杂质被固定在 ｚ 轴上且与量子点
Ｉ ｕ ｉ ｎａ２Ｅ ｅｔｏ ａ ｔｍ ｔ ｍｐ ｒｔ ｏ － ｌｃｒ ｎ Ｑｕ ｎｕ Ｄｏ ｙ
Ｌ ａｚｕ ＩＸｉ ｏ ｈ ，Ｌ Ｕ ｉ ｉ ， Ｉ Ｙｍ ｎ ＨＵＡＮＧ ｎ Ｇａ ｇｍｉ ｇ ｎ
（ ． ｅａｔ ｅ ｔ ｆ ｈｓ ｓ Ｓ ａｇ ａ ｎｖｒ ｔ， ｈ ｏｕｎ５ ０ ， ｈｎ ； １ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｙｉ ， ｈ ｏｕ ｎＵ ｉ ｓ ｙ Ｓ ａｇ ａ ０ ５ Ｃ ｉａ ｍ ｏＰ ｃ ｅｉ １ ２
所在的平面 的距离为 ｄ。用直接对角化方法获得 了 ２电子量子点的低态能谱 ，计算 了其 基态角动量 和 自旋 Ｓ 。
随 Ｂ、 ｄ的 演 化 ， 纳 结 果 于 （ 。Ｓ ）相 图 中 。（ 。Ｓ ）图表 明 ：基 态 ， 归 Ｌ ，。 Ｌ ，。 ｜ Ｓ 跃迁 以特 殊 的方 式 匹 配 。 。和 。
ｔ ｃ ｏ ｅｐ ｎ ｆｈ ｏ．Ｔ ｅｅｅｇ ｐ ｃ ａ ｆｏ — ｉｇｓ ｔ ｏ ｅＱ ｒ ｏｔｉｅ ｙｔｅｅ— ａ ｅｄｆ ｍ ｔ ｌ ｅｏ ｔｅｄ ｔ ｈ ｎ ｒ ｓｅｔ ｗ ｌ ｎ ｔ ｅ ｆｈ Ｄ ａｅ ｂａ ｄｂ ｘ ｎ ｒ ｈ ａ ｙ ｒｏｌ ｙ ａ ｔ ｎ ｈ
ｎ ｔ ｅ ｄ Ｂ ｎ ｆｅ ｔｄ ｂ ｈ ｒ ｅ ｍｐ ｒｔ ｓｓｕ ｉｄ．Ｔ ｅ ｉ ｅ ｉ ｆ ｌ ａ ｄ ａｆｃ ｅ ｙ ａ ｃ ａ ｇ ｄ ｉ ｕ ｉ ｉ ｔ ｄ ｅ ｃｉ ｙ ｈ ｍｐｕ ｉ ｓｌ ｃ ｔｄ ａ ｈ — ｘｓ ｂ ｉ— ｒｔ ｉ ｏ ａｅ ｔｔ ｅ ａ ｉ ｙ ａｄ ｓ ｙ
第４ ９卷
２１ ０ ０年
第 ３期
５月
中 山 大学 学 报 （ 自然科 学版 ）
Ａ Ｔ Ｓ Ｉ Ｎ Ｉ Ｒ Ｍ Ｎ Ｔ Ｒ Ｌ Ｕ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ Ｔ Ｓ Ｓ Ｎ Ａ Ｓ Ｎ ＣＡ ＣＥ ＴＡ Ｕ Ａ Ｕ Ａ Ｉ Ｍ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ａ Ｉ Ｕ Ｙ Ｔ Ｅ Ｉ
Ｖｏ． Ｎｏ ３ １４９ ． Ｍａ ２ ０ ｖ ０１
（ Ｄ 系统 ） 的特性 对 杂 质 的距 离 ｄ的依 赖 性 规 即 律 。文献 ［ ］ 研究 了 ｌ和 ２电子 量 子 点 的辐 射 ８ 跃 迁 。Ｈ ｒ ａ ｕ等 绘 制 了 ２电 子 量 子 点 的 自旋 相 图 ， ｊ 指 出其在 量子计 算机 中的应用 Ｊ 尽 管 ２电子量 子 。 点 的上 述 特 点 已被 研 究 ，然 而 ，在 含 杂质 的情 况
ａ ｔｄ ａ ｏ ａｉａｉ ｎ ａ ｐ ｏ ｃ ｃ ｉｇ ｎ ｌ ｔ ｐ ｒ ａ ｈ．Ｔｈ ｖ ｌ ｔ ｎ ｏ ｈ ｎ ｕ ａ ｍｅ ｔ ｍ ｎ ｈ ｐ ｎ Ｓ ｆ ｔｅ ｇ ｏ ｎｄ ｚ ｏ ｅ ｅ ｏｕ ｉ ｆｔ ｅ ａ ｇ ｌ ｒｍｏ ｎ ｕ Ｌ０ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｉ ｏ ｏ ｈ ｒ ｕ ｏ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｑ ａ ｔ ｍ ｏ ；ｍａ ｎ ｔｃｆｅｄ； ｉ ｐ ｒｔ ｄ ｕ ｎｕ ｄ ｔ ｇ ｅ ｉ ｌ ｉ ｍ ｕ ｉｙ；ｇ ｏ ｎ ｔ ｔ ｒ ｕ ｄ ｓａｅ
随着 纳米技 术 的发 展 ，目前 已可制备各 种不 同
形状 （ 盘状 、球状 ，椭 球状 等 ） 、不 同尺 寸 （ 几纳 米到 几百纳 米 ） 的量 子 点 。近十 多年 来 ，少 电

合集下载

量子点中的近藤效应

量子点中的近藤效应


量子点中的近藤效应
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
戴闻
物理 1999，"&的蜃影[期刊论文]-物理 2000(11)
本文链接：/Periodical_wl199907015.aspx 授权使用：华中科技大学(wfhzkjd)，授权号：36eb8bbf-dba5-4bf5-b00a-9df100d772ba
作者单位：中国科学院低温技术实验中心
参考文献
［1］Cronenwett S M et al. Science, 1998,281:540—544 ［2］Inoshita T, Science, 1998,281:526—527
file:///E|/qk/wl/wl99/wl9907/990715.htm2010-3-23 10:06:53
下载时间：2010年9月14日
物理990715
物理
PHYSICS 1999年 第28卷 第7期 Vol.28 No.7 1999
量子点中的近藤效应
戴闻
大块稀磁合金的电阻作为温度的函数在低温下具有一个极小值.1964年，近藤从理论上阐明 了磁性杂质对传导电子的散射几率随温度下降而增大的起因，“近藤效应”因此而得名.然而， 对于量子点，其中与磁性相关的低温输运行为(近藤效应)却表现出许多新特点. 在GaAs/AlGaAs异质结构上淀积3个特定轮廓的金属栅极，便可制备出单电子晶体管.通过调 节负栅压，改变其下方二维电子气中的电子耗尽，从而产生量子点.量子点通过隧穿与分开的两 个二维电子气区域相耦合，而后二者即为晶体管的源和漏.在简化的图像中，量子点中的电子数 N可以通过其上方的栅压Vg控制.若N为偶数，量子点是无磁的；而若N为奇数，量子点的总自旋 为1/2，从而成为近藤系统. 量子点中的电子能谱具有分立值.假定对于某个奇数N，量子点中电子的最高能量是E1，那 么为使所有的自旋配对，添加一个电子就需消耗能量E1+U，其中U是两电子间的库仑排斥能.为 了再添加第二个电子进入量子点，所需的能量应为E2+2U，其中E2是较高一级轨道态的能量，余 此类推.于是，当源和漏之间的电压V给定，量子点的线性响应电导G=I/V作为Vg的函数将表现为 一连串的库仑阻塞峰.上述库仑阻塞峰的间隔ΔVg呈现一大一小的规律性变化，其中小间隔等于 U，大间隔等于U+(Ei+1-Ei). 最近，Cronenwett等对G-Vg函数的温度依赖性进行了实验研究.他们发现，当温度从150mK 降低到45mK时，与自旋配对过程相应的峰间阻塞区的G值反常增加.这就是说，此类电导G作为 温度的函数具有极小，这正是理论所预言的点系统中近藤效应的典型行为.相反，与无磁过程相 应的G值没有反常的温度依赖关系.应该指出，近藤效应在点系统和大块稀磁合金中的表现不 同，前者相应有电导极小，后者是电阻极小. 如前所述，若N为奇数，量子点具有局域磁矩.按照近藤理论，随着温度趋于0K，局域磁矩 将会受到附近源、漏引线中自旋相反的电子的屏蔽，从而形成无磁的“准点”(quasi-dot).此类杂 化，引起“准点”中费米能级态密度的增强(近藤共振)，结果使隧穿电导随温度的降低而增强. 反之，若N为偶数，将不会出现屏蔽杂化，因而没有近藤效应. 量子点与引线的耦合提供了具有可调参量的单杂质近藤系统.然而，为了深入研究，仍需进 一步改进样品，例如，制备更小尺寸的量子点，以便在更宽的温度范围内观察量子点中的近藤 效应.
量子点效应 知识点

量子点效应 知识点

量子点效应，包括：量子尺寸效应、量子隧穿效应、库伦阻塞效应、表面效应、介电效应。

一、首先说下什么是量子点？二、下面介绍量子尺寸效应我们通过控制量子点的形状、结构和尺寸，可以调节带隙宽度，激子束缚能的大小以及激子的能量蓝移等。

那这些是怎么实现的呢？首先我们要介绍下，原子能级、能带、禁带宽度、激子束缚能的概念1、原子能级说到能级就离不开早期人们对光谱的观察，光谱是电磁辐射的波长成分和强度分布的记录，人们以氢原子模式为例，从氢气放射管中获得氢原子光谱，从1885年开始，巴耳末等人将氢原子光谱的波数归纳为：ῦ=R H() （1）那么这些原子是怎么发射光谱的呢，这就需要进一步研究电子在原子核的库伦场中的运动情况，原子核的质量比电子大1836倍，它们的相对运动可以近似的看作只是电子绕原子核的运动，那这样我们考虑简单的圆周运动，电子在场中的动能和体系的势能，我们得到了原子的能量：E=（4）和电子轨道运动的频率：f==（5）从上述原子中的电子轨道运动，按经典理论试图说明光谱就会遇到困难。

（1）原子如果连续辐射，它的能量就逐渐降低，由1.2中(4)可知，电子的轨道半径就要连续的缩小到碰到原子核止，即半径是是10-15米的数量级，才能稳定不变，但从不同实验，测得的原子半径都是10-10米的数量级。

这与事实不符。

（2）按照电动力学，原子所发光的频率等于原子中电子运动的频率。

现在，如上文说到，原子辐射时，其电子轨道连续缩小，由1.2中(5)可知，轨道运动的频率就连续增大，那么所发光的频率应该是连续变化的，原子光谱应该是连续光谱。

但事实不是这样，原子光谱的谱线是分隔的，代表一些分隔而有一定数值的频率。

所以所引用的宏观理论不能用在原子这样的微观客体上，人们在此基础上发现新的规律——量子化，在玻尔研究这问题时，已经有公认正确的量子论。

按照这理论，光能量总是一个单元的整数倍，而每一个单元是hv，这里v是光的频率，h是普朗克常数，在此理论的基础上，我们得到了氢原子内部能量的表达式：E=-n=1，2,3,4…这个式子也表示能量的数值是分隔的。

量子点发光原理详解

量子点发光原理详解

量子点发光原理详解
量子点是一种纳米级别的半导体材料，因其尺寸很小，可以展现出独特的物理和化学特性。

其中最主要的特性之一就是量子点发光。

量子点发光原理涉及到半导体物理中的两个基本原理：激子和能带。

激子是由一个电子与一个空穴结合形成的一种复合粒子。

当半导体物质受到外部能量激发时，电子从价带跃迁到导带，留下了一个空穴在价带中。

这将导致电子和空穴在晶体中重组，产生激子。

而激子陷阱是半导体导带和价带的中间能级，这是半导体材料的一种性质。

在半导体中，电子可以从价带跃迁到导带，同时释放出能量。

当电子从导带跃迁回该半导体的价带时，会释放出能量并发射出光子。

这就是半导体内在的发光机制。

然而，量子点与其他半导体不同，量子点粒子大小与电子波长处于相同大小的尺度上，因此其能级结构变得连续，从而表现出了独特的物理和光学特性。

当外部能量激发它们时，它们可以产生不同波长的发光。

通过调整粒子大小及其所在的半导体类型，可以精确地控制发光的波长。

总之，量子点发光原理是基于半导体物理中的能带理论和激子陷阱理论。

它们是目前最热门的纳米发光材料之一，已经在许多领域应用，如生物成像，LED显示，太阳能电池等。

CdSe量子点简要综述2

CdSe量子点简要综述2

CdSe量子点综述量子点(quantum dots, QDs)是一种半导体纳米晶(nanocrystals, NCs)通常由Ⅱ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅱ族元素组成，如CdSe、CdTe、ZnSe、CuInS、InP等。

也可以由两种或两种上的半导体材料构成，如核壳结构的CdSe/ZnS、CdSe/CdZnS等，以及掺杂结构的ZnS:Mn，ZnSe:Cu等。

1.量子点结构常见的二元半导体量子点由于覆盖光谱有限且稳定性不高，易受外界环境物理化学的影响而发生质量退化，因此，常通过制备合金量子点或核壳结构量子点来改善量子点的物理化学性质错误!未找到引用源。

1.1合金量子点合金量子点即将几种不同带隙的半导体材料在纳米尺度上进行的合金化，形成合金或固溶体。

由于每种半导体材料都有其相应的能带宽，通过形成合金通过调节合金半导体组分的化学计量比来改变纳米晶的组成，从而改变量子点的能带宽及晶格常数。

此类量子点也可按照组成元素的多少分为三元合金和多元合金。

要制备均匀结构的合金，两种组成的生长速率必须相等，并且在一种成分的生长的条件下不能阻止另一种成分的生长，同时两种成分需要充分相似使得两者容易混合,否则会形成核壳结构或者两种组分独立成核。

1.2核/壳结构量子点根据各种半导体材料能带位置的不同，壳层在核/壳结构量子点中起到作用的不同，可以将核/壳量子点分为三类：TypeⅡ、TypeⅡ和TypeⅡ型结构，如图1.1所示。

图1.1 半导体异质结的能带结构TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料能带大于核层材料能带，电子和空穴都被限域在核材料中，从而提高量子点的荧光效率，但也有相反的情况；TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料的价带或导带处于核层材料的带隙中，通过光子的激发，壳层材料能带的重叠导致电子和空穴的空间分离而分别处于核层材料和壳层材料中；TypeⅡ型结构很少应用到核壳量子点结构中去。

TypeⅠ型结构是最早被研究的结构，该结构中宽能带的壳层材料所起的作用是钝化核层材料的表面缺陷，使核材料与外部环境隔离，将载流束缚在核中。