石墨烯中的量子態在自旋中是2倍簡并,在谷中是2倍。兩個自由度均可用于量子位制備。在我們的雙層石墨烯量子點中,我們證明了谷g-因子g
v,類似于垂直磁場中谷分裂的自旋g-因子g
s定義,可以通過4倍以上的因子進行調節,從20到90,僅通過門電壓調整。較大的g
v來自較大的電子點尺寸,由充電能量決定。在我們的多功能設備上,可以執行雙極操作,用與引線相同或相反極性的電荷載流子為我們的量子點充電。兩種極性的點都可以調整到第一電荷載流子,從而可以觀察到通過柱塞門的作用從電子到空穴點的轉變。
Figure 1. (a) QD 的單粒子能級譜。(b) 3D 插圖。(c) 孔點示意圖。
Figure 2. (a)傳導(藍色)和價(紅色)能帶邊緣結構的示意圖。(b) 提取的 g
v 作為降低充電能量的函數(即增加電子點半徑)。(c) 計算出的不同大小和形狀的點的動量空間波函數和谷g-因子。
Figure 3. (a) 庫侖鉆石顯示了我們 QD 的雙極操作。 (b) 通道的示意圖。
相關研究成果于2021年由瑞士蘇黎世聯邦理工學院Chuyao Tong課題組,發表在Nano Lett.(https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04343)上。原文:Tunable Valley Splitting and Bipolar Operation in Graphene Quantum Dots。
轉自《石墨烯雜志》公眾號