發(fā)布時(shí)間：2019-01-15 06:43

【摘要】：作為準(zhǔn)零維結(jié)構(gòu),量子點(diǎn)是盛裝電子或者空穴的小盒子,通過其中載流子的電荷或者自旋進(jìn)行編碼,可以作為量子計(jì)算的基本單元-量子比特來使用。在一維和二維材料上,通過刻蝕或者加工電極進(jìn)行電勢(shì)束縛,可以比較容易地得到這樣的量子點(diǎn),因此低維材料在量子點(diǎn)量子計(jì)算領(lǐng)域中扮演著十分重要的角色。對(duì)低維材料量子點(diǎn)加工和輸運(yùn)性質(zhì)的研究是推進(jìn)量子計(jì)算研究的重要組成部分。本文中我們將對(duì)二維的石墨烯材料和一維的自組織鍺硅納米線材料進(jìn)行研究,主要內(nèi)容有:1、簡(jiǎn)單介紹了量子計(jì)算的相關(guān)背景,量子點(diǎn)的常相互作用模型,以及單量子點(diǎn)和雙量子點(diǎn)的基本輸運(yùn)圖像,比較了不同材料體系量子比特相干性的差異,并介紹了本文涉及的鍺硅材料的一些基本性質(zhì);2、介紹了自組織鍺硅納米線上進(jìn)行量子點(diǎn)加工的加工平臺(tái),操作方法以及工藝流程;3、特別設(shè)計(jì)了一種新型反射式超導(dǎo)傳輸線諧振腔,并與石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行耦合,研究了單個(gè)或多個(gè)石墨烯雙量子點(diǎn)與腔耦合時(shí)對(duì)諧振腔微波信號(hào)的調(diào)制作用,給出了從諧振腔中分部提取體系特征參數(shù)的方法。從實(shí)驗(yàn)上用腔作為探測(cè)器獲得了雙量子點(diǎn)的相圖,得到了石墨烯電荷量子比特相位退相干率,觀察到了相位退相干率隨量子點(diǎn)電荷數(shù)變化的四重周期性變化,并且證實(shí)了分別與諧振腔耦合的兩個(gè)雙量子點(diǎn)之間存在非經(jīng)典的長(zhǎng)程關(guān)聯(lián);4、研究了諧振腔微波信號(hào)對(duì)石墨烯雙量子點(diǎn)性質(zhì)的影響,首先介紹了實(shí)驗(yàn)上標(biāo)定雙量子點(diǎn)失諧量的一種方法,然后通過直流輸運(yùn)和腔的幅值兩種信道噪聲譜的測(cè)量,由傳遞關(guān)系測(cè)定了石墨烯量子點(diǎn)的電荷噪聲譜,通過觀察白噪聲臺(tái)階的變化證實(shí)了微波對(duì)石墨烯存在明顯的加熱效應(yīng)。同時(shí)研究了微波功率對(duì)相干性的影響,得出了超過一定功率以后,微波加熱效應(yīng)將成為量子點(diǎn)主要的退相干來源的結(jié)論,解釋了石墨烯體系在微波操作實(shí)驗(yàn)上的局限性;5、探索更加適宜作為量子比特的新材料,經(jīng)過比較,選擇了自組織鍺硅納米線作為研究對(duì)象,在這種新材料上進(jìn)行了單量子點(diǎn)的設(shè)計(jì)和制備,對(duì)基本輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了表征分析。分析了磁場(chǎng)下量子點(diǎn)各能級(jí)的劈裂情況以及在庫倫菱形上的反映,結(jié)合實(shí)際測(cè)量情況選擇了塞曼分裂的觀測(cè)窗口,觀察了體系的塞曼分裂,通過它標(biāo)定了能級(jí)線對(duì)應(yīng)的量子態(tài)和空穴數(shù)奇偶性,測(cè)得了 g因子。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:1、設(shè)計(jì)了制備了一種具有環(huán)境噪聲抑制能力的平面諧振腔;2、利用腔做探測(cè)器測(cè)得了石墨烯雙量子點(diǎn)的相圖,在世界上首次獲得了石墨烯的相位退相干率,并且得到了它隨電荷變化的四重周期關(guān)系;3、使用腔作為耦合媒介,實(shí)現(xiàn)了相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)石墨烯雙量子點(diǎn)之間的非經(jīng)典長(zhǎng)程關(guān)聯(lián);4、測(cè)定了石墨烯的噪聲譜隨微波功率的變化,證實(shí)了微波信號(hào)對(duì)石墨烯材料的加熱效應(yīng);5、研究了石墨烯相干性隨功率的變化,發(fā)現(xiàn)在較小的功率下微波加熱就會(huì)成為影響相干性的主要來源,指出了石墨烯材料的局限性;6、完成了新材料自組織鍺硅納米線上量子點(diǎn)的設(shè)計(jì)制備工作;7、研究了自組織鍺硅納米線量子點(diǎn)的基本輸運(yùn)性質(zhì),完成塞曼分裂的觀察,能級(jí)量子態(tài)和對(duì)應(yīng)空穴數(shù)奇偶性標(biāo)定,測(cè)得了體系g因子。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O471.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張丹寧;李定云;孫啟壯;付莎莎;黃朝表;;量子點(diǎn)的制備方法綜述與展望[J];渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

2 雷達(dá);沈永濤;馮奕鈺;封偉;;量子點(diǎn)能帶寬調(diào)控研究新進(jìn)展[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2012年05期

3 宋凱;;量子點(diǎn)閃光的風(fēng)采[J];百科知識(shí);2010年06期

4 袁曉利,施毅,楊紅官,卜惠明,吳軍,趙波,張榮,鄭有p，

本文編號(hào)：2408937