石墨烯中的量子態(tài)在自旋中是2倍簡(jiǎn)并，在谷中是2倍。兩個(gè)自由度均可用于量子位制備。在我們的雙層石墨烯量子點(diǎn)中，我們證明了谷g-因子g
v，類(lèi)似于垂直磁場(chǎng)中谷分裂的自旋g-因子g
s定義，可以通過(guò)4倍以上的因子進(jìn)行調(diào)節(jié)，從20到90，僅通過(guò)門(mén)電壓調(diào)整。較大的g
v來(lái)自較大的電子點(diǎn)尺寸，由充電能量決定。在我們的多功能設(shè)備上，可以執(zhí)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(diǎn)充電。兩種極性的點(diǎn)都可以調(diào)整到第一電荷載流子，從而可以觀察到通過(guò)柱塞門(mén)的作用從電子到空穴點(diǎn)的轉(zhuǎn)變。
Figure 1. (a) QD 的單粒子能級(jí)譜。(b) 3D 插圖。(c) 孔點(diǎn)示意圖。
Figure 2. （a）傳導(dǎo)（藍(lán)色）和價(jià)（紅色）能帶邊緣結(jié)構(gòu)的示意圖。(b) 提取的 g
v 作為降低充電能量的函數(shù)（即增加電子點(diǎn)半徑）。(c) 計(jì)算出的不同大小和形狀的點(diǎn)的動(dòng)量空間波函數(shù)和谷g-因子。
Figure 3. (a) 庫(kù)侖鉆石顯示了我們 QD 的雙極操作。 (b) 通道的示意圖。
相關(guān)研究成果于2021年由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院Chuyao Tong課題組，發(fā)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(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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