一、耦合双量子点中基态电子的隧穿特性（论文文献综述）
白如艳[1]（2021）在《光腔耦合中的量子力学效应及其应用研究》文中提出量子计算和量子通信离不开量子比特的实现、操作和控制,而量子比特广义上对应于二能级量子系统。光子作为量子计算中实现处理信息的有效系统,它传播快,不与环境相互作用且操纵简单。要实现和操纵量子比特,可以求助于双阱势系统。例如,基于双阱势的量子比特已经被超导电路（SQUID）证明。因此我们建立了一种新的光学双阱势系统,然后研究这种光学双阱势系统存在的量子力学效应,即光子隧穿,最终为光量子比特的物理实现提供一种新的实现方式。本文首先介绍了光腔与光子量子信息的基本理论,然后建立了基于光腔-波导-光腔（CWC）的量子理论模型,最后对CWC结构进行优化分析以及研究光学双阱势的应用。本文研究的主要工作如下:1)建立CWC模型,通过截止波导连接两个光学谐振腔,即光腔-波导-光腔结构,构造了一种新的光学双阱势系统,研究其内部的电磁场分布,建立量子理论模型。我们证明了由于光子通过截止波导的光子隧穿效应而造成的对称性破缺和能级分裂,从而形成一种有效的光学二能级光子系统。此外,我们通过仿真软件FDTD Solutions模拟分析了CWC结构的频谱分布,与我们的理论结果相比较,证明了我们理论模型的可行性。2)分析了CWC结构的优化与光学双阱势系统的应用研究。分析CWC结构参数的调整对光子频谱分布的影响,包括改变CWC结构长度、窄边尺寸以及CWC内填充不同的介质的方式,并且通过FDTD Solutions的仿真与理论结果相比较,对我们的理论结果进行验证,得出结论:将长度延长将会使对称解与反对称频率解的差值进一步减小,相邻的两对之间,频率间距进一步增大,即这种光学双阱势的势垒将会变小,光子隧穿变得更容易;对于非介质连续性结构,入射波为TE10模,CWC窄边尺寸对我们的结构没有影响,这有利于操控CWC结构中的光子;填充不同介质时,理论与仿真结果相符合,验证了我们理论的可行性。此外,通过二能级光子系统与Λ型原子系统的耦合（即双模拉曼动力学）,提出了一种新的光学量子比特的物理实现。与传统的模式相反,在我们的研究中,两个场模式携带量子比特,而原子作为一个辅助态,并且这两个模式并不对应两个不同类型的光子,而是对应于同一个光子的两个可能的量子态。最后,基于CWC结构光量子比特的物理实现,设计了一种新的量子网络节点,这种方案对失谐量没有限制,光子与原子之间的耦合可以很强。
刘景涛[2]（2021）在《InGaAs/GaAs半导体表面量子点光学性质研究》文中研究指明表面量子点（Surface quantum dots,SQDs）拥有独特的表面敏感特性,在开发气敏传感器等领域具有极大的应用价值。本文采用光致荧光发射谱（Photoluminescence,PL）、荧光激发谱（Photoluminescence excitation,PLE）、时间分辨荧光谱（Time-Resolved Photoluminescence,TRPL）等多种光谱技术研究InGaAs/GaAs表面量子点的光致发光特性及载流子动力学过程,揭示费米能级钉扎效应以及量子点层内和层间耦合对InGaAs表面量子点光致发光特性的影响。主要研究如下:首先,对生长在GaAs衬底上的InGaAs单层SQDs样品和掩埋量子点（Buried quantum dots,BQDs）样品进行了详细地对比研究。测量了SQDs荧光与激光激发强度之间的依赖关系,发现随激发强度增加,SQDs的峰位单调蓝移,谱线半宽先减小后增加,SQDs峰位与激发强度的1/3次方成线性关系。TRPL显示SQDs的荧光具有典型的双指数衰减特征。分析认为SQDs样品的表面费米能级钉扎效应引起表面侧电荷堆积和SQDs内电子向表面转移,造成了SQDs内电荷分离,具有典型的II型能带结构量子点的荧光辐射特征。其次,改变生长温度调控InGaAs/GaAs量子点的密度,探索研究载流子横向隧穿和费米能级钉扎效应对SQDs荧光特性的影响。在弱激发条件下,无论存在横向点间耦合与否,由于表面费米能级钉扎效应的影响,SQDs的PL峰位随激发强度增加而蓝移,半宽先减小后增大。当存在SQDs点间横向耦合和载流子隧穿时,峰位蓝移和半宽变化的幅值增大。通过对生长温度为490℃和520℃的两个样品进行对比分析,观察到SQDs的PL谱具有不同的温度及激发强度相关的特异变化,主要是由不同尺寸SQDs引起的费米能级钉扎效应造成的。最后,生长单层BQDs和单层量子阱（Quantum well,QW）作为载流子存储层,通过10nm的GaAs间隔层与InGaAs表面量子点耦合组成载流子注入结构,实验发现注入结构可以为SQDs提供更多的光生载流子。虽然QW比单层BQDs产生和收集更多的载流子,但是这些载流子并不能有效注入SQDs中,QW载流子注入SQDs结构与传统的QW注入量子点结构截然不同。BQDs和QW均可以为SQDs注入载流子,但是因为SQDs样品表面悬挂键的密度也就是表面态的密度非常高,远高于量子点的面密度和注入载流子的密度,造成BQDs和QW为SQDs注入载流子对SQDs的荧光辐射强度和寿命影响并不明显。上述结果表明InGaAs表面量子点的光学特性不仅仅依赖于SQDs自身的辐射复合,还受到表面费米能级钉扎效应、相邻表面量子点耦合以及载流子的注入和弛豫等诸多因素影响。这为深入了解InGaAs表面量子点的物理特性,利用其独特的表面敏感特性开发气敏传感器等应用提供了实验数据和依据。
李晨[3]（2020）在《Fano增强量子阱间隧穿测量及其非线性光学性质研究》文中研究表明量子阱纳米材料由于其可控的量子限制效应和成熟的制备方法,近年来在光电子领域展现出广阔的应用前景。一方面,阱间的隧穿效应,特别是其电压可调的特性,提供了丰富可调的能级结构;另一方面,其具有电偶极矩大、相干时间长的特点,这为材料的非线性光学研究提供了物理基础。本论文主要基于Fano干涉效应,研究了量子阱结构线性和非线性光学特性及其在隧穿测量上的应用,并取得了以下成果:（1）研究了 Fano干涉效应对光学性质的影响。由于阱和连续态的势垒很窄,存在束缚态和连续态的隧穿效应,跃迁路径之间的干涉引起Fano干涉效应。利用光与物质相互作用半经典理论,可以得到系统的光学布洛赫方程。结合非线性光学知识,得到了线性吸收谱和非线性吸收谱对隧穿强度的响应特性。模拟结果表明线性和非线性吸收谱的非对称系数对隧穿强度表现出线性响应特性,而且基于非线性吸收谱的探测灵敏度是线性吸收谱的10倍。（2）研究了 Fano增强五阶非线性。采用光与物质相互作用的几率幅方法,并结合非线性光学理论,得到了线性、自克尔非线性以及五阶非线性极化率。Fano干涉导致非线性增益的效果,抵消线性吸收,形成透明窗口。而且研究发现Fano系数增大,五阶非线性随之增大。在合适的阱间隧穿强度以及控制场失谐条件下,可以实现五阶非线性增大约10倍。综合以上研究,量子阱内在的隧穿特性可以诱导出Fano干涉效应,进而改变结构的光学性质,这提供了一种探测量子阱内在隧穿特性的光学手段。而且增强的五阶非线性也对量子阱中开展弱光非线性的实验研究具有一定的指导意义。
韩斌[4]（2019）在《太赫兹波段共振隧穿谐振器的设计和应用研究》文中指出太赫兹（THz）技术作为21世纪的一项重大的新兴技术科学领域,在物理、材料学科、通讯传输及电子信息等多个重要的科研领域逐步显现出其独特的优越性和宽广的应用前景。太赫兹技术的发展很大程度上取决于能够产生太赫兹波的波源器件的发展。共振隧穿器件由于其具有高频高速的特点,成为了制作太赫兹波源的重要器件。利用共振隧穿二极管（Resonant Tunneling Diode,RTD）作为有源器件或电磁波激励器件,以天线作为负载器件或电磁波发射器件,二者有机结合可构成一体化的太赫兹波段共振隧穿振荡器（Resonant Tunneling Oscillator,RTO）。因此需要进一步对太赫兹波段的RTD器件的结构形式、材料性能及其器件性能进行深入的探讨和了解,这样才能得到具有更好器件性能的太赫兹波源。该论文主要开展如下仿真和分析研究:（1）构建了具有副阱结构的新型Ga N材料RTD器件结构模型和基于单层石墨烯和氮化硼（BN）异质结构的双势垒单势阱RTD器件结构模型。应用非平衡格林函数方法仿真器件的重要电学参数,如峰值电压VP、峰值电流IP、峰谷电流比（PVCR）等。对其器件结构的具体参数如副阱层厚度和材料组分、势垒层、缓冲层、主量子阱层等对器件性能的影响进行了详细的分析,并根据仿真结果,从器件物理上进行了解释,以及对具有多量子阱结构RTD的隧穿特性进行了分析,并得到其变化的相关规律,为以后RTD器件的结构设计和参数的选择起到了一定的指导意义和作用。（2）在RTD器件设计的基础上,对基于共振隧穿效应的振荡器件RTO进行仿真和分析。应用小信号等效电路仿真方法,对集成天线结构的RTD器件集成的RTO进行等效电路设计,并结合RTD器件的相关材料参数,得到了振荡器的振荡频率、输出振荡功率等。并以上研究中提出的Ga N材料RTD器件结构为基础,在PSpice仿真环境下输入RTO振荡器电路模型,最终仿真的到了峰值振荡频率在约为1.5THz,对应的输出振荡功率接近30μw的仿真结果。并量化了石墨烯RTD器件电流振荡频率及功率与器件和电路参数间的关系。最后在应用层面,对于RTD振荡器的外部反馈效应进行了建模,得到在负反馈效应的作用下,器件接收功率和振荡频率变化规律,对以后的研究以及太赫兹技术应用的推动具有重要的意义。本文对太赫兹波源器件RTD和RTO振荡器件进行了全面的研究和分析,对以后太赫兹器件的研究和发展,有一定的参考价值。
吴歆宇,韩伟华,杨富华[5]（2019）在《硅纳米结构晶体管中与杂质量子点相关的量子输运》文中认为在小于10 nm的沟道空间中,杂质数目和杂质波动范围变得十分有限,这对器件性能有很大的影响.局域纳米空间中的电离杂质还能够展现出量子点特性,为电荷输运提供两个分立的杂质能级.利用杂质原子作为量子输运构件的硅纳米结构晶体管有望成为未来量子计算电路的基本组成器件.本文结合安德森定域化理论和Hubbard带模型对单个、分立和耦合杂质原子系统中的量子输运特性进行了综述,系统介绍了提升杂质原子晶体管工作温度的方法.
李晨,王柯桢,汪金陵,张仲健,彭延东[6]（2018）在《耦合量子点系统非线性光学传感特性的应用研究》文中进行了进一步梳理简要介绍了基于隧穿诱导的固有相干性,耦合量子点系统的非线性光学性质受到干涉效应的影响和变化,及其隧穿测量方面的一些应用。探究了自克尔非线性色散谱对隧穿失谐的灵敏特性,考察了交叉克尔非线性相移对隧穿效应的传感特性,数值模拟结果显示自克尔非线性测量隧穿失谐的精确度可达0.2μeV、系统的交叉相位调制约为0.28rad/μeV;课题组又进一步分析了非线性吸收谱,对隧穿的响应范围为10GHz数量级,并且比较了强弱隧穿情况下,非线性吸收谱对隧穿失谐量的灵敏度的变化,如弱耦合时,吸收谱灵敏度约为3.8μeV;强耦合时,灵敏度大大提高,约为0.4μeV;实现了基于隧穿诱导干涉效应直接提高高阶非线性的方案;提出了利用失谐增强的非线性增益谱表征隧穿变化。
李天信,翁钱春,鹿建,夏辉,安正华,陈张海,陈平平,陆卫[7]（2018）在《量子点操控的光子探测和圆偏振光子发射》文中进行了进一步梳理半导体量子点是研究光子与电子态相互作用的优选固态体系,并在光子探测和发射两个方向上展现出独特的技术机遇.其中基于量子点的共振隧穿结构被认为在单光子探测方面综合性能最佳,但受到光子数识别、工作温度两个关键性能的制约.利用腔模激子态外场耦合效应,有望获得圆偏振态可控的高频单光子发射.本文介绍作者提出的量子点耦合共振隧穿（QD-cRTD）的光子探测机理,利用量子点量子阱复合电子态的隧穿放大,将QD-cRTD光子探测的工作温度由液氦提高至液氮条件,光电响应的增益达到107以上,并具备双光子识别能力;同时,由量子点能级的直接吸收,原型器件获得了近红外的光子响应.在量子点光子发射机理的研究方面,作者实现了量子点激子跃迁和微腔腔模共振耦合的磁场调控,在Purcell效应的作用下增强激子自旋态的自发辐射速率,从而增强量子点中左旋或右旋圆偏振光的发射强度,圆偏度达到90%以上,形成一种光子自旋可控发射的新途径.
王军平[8]（2018）在《超短激光脉冲驱动原子分子的电离和解离的数值模拟研究》文中提出随着超快激光技术的飞速发展,利用飞秒以及阿秒激光脉冲与物质相互作用已经成为人类探索物质微观结构及其运动规律的重要手段。利用这些激光脉冲的超快特性,人们能够对原子分子尺度上的超快运动过程进行直接观测和操控。超短强激光脉冲与原子分子的作用进入了全新的非线性区域,实验上发现了许多新奇的物理现象,如阈上电离,非次序双电离,高次谐波的产生,以及分子的阈上解离等。对这些新奇现象的不断探索推动着强场物理的蓬勃发展,同时也直接推动了一些新兴学科领域的发展,例如阿秒科学。理论上,为了解释实验上发现的各种新奇现象,不同的理论模型应运而生。目前实验上发现的现象向微扰理论提出了挑战,由于计算机计算能力的快速提升,数值求解含时薛定谔方程成为研究强场物理的有力工具。最近,基于电子轨迹的半经典理论由于其物理图像清晰、计算简单等优点,在强场电离领域被广泛使用。在本论文中,我们利用数值求解含时薛定谔方程、半经典方法、经典方法研究了原子的电离过程,以及分子在解离电离过程中的超快动力学过程。主要的研究成果总结如下:1.研究了初态具有不同角动量的模型氖原子的隧穿电离过程。我们利用数值求解含时薛定谔方程,经典轨道蒙特卡罗,量子轨道蒙特卡罗,以及反向传播等不同的理论方法研究了初态磁量子数m=±1的模型氖原子的隧穿电离过程。通过交叉比较各种方法计算的光电子动量分布探究了隧穿出口位置,时间依赖的隧穿速率以及隧穿时刻的光电子动量分布。研究发现当电子的角动量方向与激光电场旋转方向同向时,隧穿出口位置离原子核较远,导致电离率较小。同时,由于隧穿出口处不同的横向动量导致最终光电子动量分布的不同。2.研究了从多周期激光脉冲中分辨亚周期内的电离过程。我们与华东师范大学吴健教授实验组合作,提出了一种从多周期激光脉冲中分辨亚周期电离过程的有效方案。我们构建了一种新型光场,其偏振轴在连续的光周期中缓慢旋转,因此不同光周期内触发的电离事件在电场偏振平面内向不同方向运动。经典轨道蒙特卡罗模拟得到了这种角分辨的光电子动量分布。我们进一步研究了一个光周期内不同四分之一周期触发的电子特性,并探索了沿不同轨迹运动的电子的库仑聚焦效应。同时,我们的实验结果验证了数值模拟,并证明了用多周期激光脉冲探索亚周期动力学的可行性。3.研究了H2分子解离电离的远程操控。我们利用分子系统中的量子纠缠,构想了一种远程控制分子解离电离的有效方案。我们首先利用阿秒脉冲链单电离H2分子,使其产生处于纠缠态的自由电子与H2+。然后再加一束时间延迟的中红外激光脉冲控制自由电子波包,发现原子核能谱发生明显变化。同样,我们再加一束红外激光脉冲不与自由电子直接作用,而是与H2+耦合,发现光电子能谱也发生变化。该方案证明了分子系统中的量子纠缠,并提供了一种控制化学反应的新途径。4.研究了分子的高阶阈上解离过程。该工作也是与吴健教授实验组合作,他们在实验上利用符合测量技术测量了H2分子在强激光场中解离电离的电子—核关联能谱,通过对一定能量范围的电子积分,得到的原子核能谱具有多个峰,这些峰对应高阶阈上解离过程。为了揭示产生高阶阈上解离过程的物理机制,我们通过数值求解含时薛定谔方程模拟了H2分子在强激光场中的解离电离过程,理论模拟结果与实验结果具有相似的结构。我们通过追踪每个光周期产生的关联电子—核波包,发现这些周期性发射的波包之间的干涉导致分子解离电离过程中离散的阈上电离和阈上解离同时存在。
李舒啸[9]（2017）在《低维材料上量子点的制备及量子输运研究》文中研究指明作为准零维结构,量子点是盛装电子或者空穴的小盒子,通过其中载流子的电荷或者自旋进行编码,可以作为量子计算的基本单元-量子比特来使用。在一维和二维材料上,通过刻蚀或者加工电极进行电势束缚,可以比较容易地得到这样的量子点,因此低维材料在量子点量子计算领域中扮演着十分重要的角色。对低维材料量子点加工和输运性质的研究是推进量子计算研究的重要组成部分。本文中我们将对二维的石墨烯材料和一维的自组织锗硅纳米线材料进行研究,主要内容有:1、简单介绍了量子计算的相关背景,量子点的常相互作用模型,以及单量子点和双量子点的基本输运图像,比较了不同材料体系量子比特相干性的差异,并介绍了本文涉及的锗硅材料的一些基本性质;2、介绍了自组织锗硅纳米线上进行量子点加工的加工平台,操作方法以及工艺流程;3、特别设计了一种新型反射式超导传输线谐振腔,并与石墨烯量子点进行耦合,研究了单个或多个石墨烯双量子点与腔耦合时对谐振腔微波信号的调制作用,给出了从谐振腔中分部提取体系特征参数的方法。从实验上用腔作为探测器获得了双量子点的相图,得到了石墨烯电荷量子比特相位退相干率,观察到了相位退相干率随量子点电荷数变化的四重周期性变化,并且证实了分别与谐振腔耦合的两个双量子点之间存在非经典的长程关联;4、研究了谐振腔微波信号对石墨烯双量子点性质的影响,首先介绍了实验上标定双量子点失谐量的一种方法,然后通过直流输运和腔的幅值两种信道噪声谱的测量,由传递关系测定了石墨烯量子点的电荷噪声谱,通过观察白噪声台阶的变化证实了微波对石墨烯存在明显的加热效应。同时研究了微波功率对相干性的影响,得出了超过一定功率以后,微波加热效应将成为量子点主要的退相干来源的结论,解释了石墨烯体系在微波操作实验上的局限性;5、探索更加适宜作为量子比特的新材料,经过比较,选择了自组织锗硅纳米线作为研究对象,在这种新材料上进行了单量子点的设计和制备,对基本输运性质进行了表征分析。分析了磁场下量子点各能级的劈裂情况以及在库伦菱形上的反映,结合实际测量情况选择了塞曼分裂的观测窗口,观察了体系的塞曼分裂,通过它标定了能级线对应的量子态和空穴数奇偶性,测得了 g因子。本论文的主要创新点在于:1、设计了制备了一种具有环境噪声抑制能力的平面谐振腔;2、利用腔做探测器测得了石墨烯双量子点的相图,在世界上首次获得了石墨烯的相位退相干率,并且得到了它随电荷变化的四重周期关系;3、使用腔作为耦合媒介,实现了相距较远的两个石墨烯双量子点之间的非经典长程关联;4、测定了石墨烯的噪声谱随微波功率的变化,证实了微波信号对石墨烯材料的加热效应;5、研究了石墨烯相干性随功率的变化,发现在较小的功率下微波加热就会成为影响相干性的主要来源,指出了石墨烯材料的局限性;6、完成了新材料自组织锗硅纳米线上量子点的设计制备工作;7、研究了自组织锗硅纳米线量子点的基本输运性质,完成塞曼分裂的观察,能级量子态和对应空穴数奇偶性标定,测得了体系g因子。
王宁[10]（2015）在《基于Majorana费米子的量子点体系中量子输运和自旋性质的研究》文中研究表明利用非平衡格林函数方法研究了量子点-Majorana费米子体系的量子输运性质,得出了体系的微分电导,谱函数以及自旋电流,并对结果进行了讨论.首先,研究了Majorana费米子耦合平行量子点系统的量子输运性质.此时,上下两个量子点之间通过强自旋-轨道相互作用的半导体纳米线耦合,并且同时与左右电极相连接,形成并联结构.在合适的条件下,沉淀在s-波超导体表面的纳米线的边界将出现局域的Majorana费米子.为了方便表达,定义放置在上边的量子点为量子点1,下边的量子点为量子点2.与单量子点-Majorana费米子体系相似,在零费米能时,每个通道的电导值恒为1/2（单位2e/h）,与量子点和Majorana费米子之间的耦合强度以及两个量子点的连接方式无关.固定量子点1和Majorana费米子的耦合强度,量子点2和Majorana费米子的耦合强度2λ较小时对量子点1的谱函数影响较大,而较大时对量子点2的谱函数具有较大的影响.调节量子点与电极的耦合参数,可以使体系从并联变化到串联,即左电极-量子点1-纳米线-量子点2-右电极的连接方式.由于Majorana费米子的影响,在串联结构下量子点的谱函数出现了三个共振峰.体系从串联变化到并联结构时,谱函数从三个共振峰变化到两个共振峰.当费米能不为零时,电导随量子点能级的变化显示出了不同的电导平台.两个Majorana费米子之间存在相互作用时,两个通道之间的干涉效应将导致不对称的电导线型.其次,研究了对称双极自旋池结构下Majorana费米子对量子点自旋电流和电荷电流的影响.此时,左右电极的化学式与自旋相关.由于Majorana费米子态的涡旋性,只有自旋向下的电子与Majorana费米子之间存在耦合作用,自旋向上电子的极化电流几乎不受影响.自旋电流和电荷电流除共振峰外都随量子点和Majorana费米子之间耦合强度的增加而增大.无限增大耦合强度到一个理想值时,自旋向下的极化电流变成一个与量子点能量无关的常量.同时,自旋电流和电荷电流除了共振峰之外的能量都对应一个有限的常数值.当量子点耦合正常自旋极化的费米子时,自旋电流和电荷电流都与耦合强度的大小无关.我们同时研究了自旋电流随量子点Zeeman能的依赖关系,发现随着Zeeman能的增大,其中的一个共振峰被强烈抑制.另一方面,随着两个Majorana费米子之间耦合强度的增大,Majorana费米子对体系的影响越来越弱.
二、耦合双量子点中基态电子的隧穿特性（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、耦合双量子点中基态电子的隧穿特性（论文提纲范文）
（1）光腔耦合中的量子力学效应及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 量子计算 |
| 1.2.2 光量子计算 |
| 1.3 量子比特的物理实现 |
| 1.3.1 量子比特 |
| 1.3.2 量子比特的物理实现 |
| 1.3.3 双阱势简介 |
| 1.3.4 双阱势的研究现状 |
| 1.4 量子隧穿效应 |
| 1.4.1 量子隧穿效应简介 |
| 1.4.2 量子隧穿效应研究现状 |
| 1.4.3 光子的量子隧穿 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 光腔与光量子信息的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 矩形波导基本理论 |
| 2.2.1 矩形波导中的电磁场 |
| 2.2.2 矩形波导的传输特性 |
| 2.3 变截面的矩形波导 |
| 2.4 矩形波导谐振腔基本理论 |
| 2.5 光量子信息物理基础 |
| 2.5.1 轨道角动量 |
| 2.5.2 光子极化 |
| 2.5.3 光子的传播方向 |
| 2.5.4 时间编码 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 光腔-波导-光腔结构中的光量子动力学研究 |
| 3.1 基于光腔-波导-光腔(CWC)的光学双阱势结构 |
| 3.2 模型建立 |
| 3.2.1 入射波为TE模 |
| 3.2.2 入射波为TM模 |
| 3.3 仿真结果及分析 |
| 3.3.1 存在介质非连续的情况 |
| 3.3.2 存在几何非连续的情况 |
| 3.4 CWC中光子的对称性破缺和能级分裂 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CWC结构的优化与光学双阱势的应用研究 |
| 4.1 CWC结构参数的调整对光子频谱分布的影响分析 |
| 4.1.1 CWC长度改变的影响分析 |
| 4.1.2 CWC窄边尺寸改变的影响分析 |
| 4.1.3 CWC内填充不同介质时的影响分析 |
| 4.2 量子比特的物理实现新方案 |
| 4.2.1 二能级光子系统的形成 |
| 4.2.2 引入有效二能级拉曼耦合时的光量子比特 |
| 4.3 基于CWC的量子网络节点设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）InGaAs/GaAs半导体表面量子点光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低维半导体材料和量子点 |
| 1.2 表面量子点的研究意义及研究现状 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第二章 量子点样品制备及表征技术 |
| 2.1 分子束外延生长技术 |
| 2.2 量子点形貌和结构表征 |
| 2.2.1 原子力显微镜(AFM) |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3 光致发光测量系统 |
| 2.3.1 光致荧光发射谱(PL) |
| 2.3.2 荧光激发谱(PLE) |
| 2.3.3 时间分辨荧光发射谱(TRPL) |
| 第三章 表面量子点的费米能级钉扎效应 |
| 3.1 样品制备及形貌分析 |
| 3.2 光致发光特性测量 |
| 3.2.1 低温光致荧光谱(PL)和荧光激发谱(PLE) |
| 3.2.2 激发强度相关光致荧光谱 |
| 3.2.3 温度相关光致荧光谱 |
| 3.2.4 时间相关分辨谱 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 InGaAs/GaAs表面量子点横向光学耦合特性研究 |
| 4.1 样品制备与形貌分析 |
| 4.2 光学特性测量 |
| 4.2.1 低温光致发光谱 |
| 4.2.2 温度相关光致荧光谱 |
| 4.2.3 激发强度相关光致荧光谱 |
| 4.2.4 横向耦合对表面费米能级钉扎效应的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 InGaAs/GaAs表面量子点纵向耦合光学特性研究 |
| 5.1 样品制备与形貌分析 |
| 5.2 光学特性测量 |
| 5.2.1 低温光致荧光谱和荧光激发谱 |
| 5.2.2 激发强度相关光致荧光谱 |
| 5.2.3 纵向耦合对表面费米能级钉扎效应的影响 |
| 5.2.4 时间分辨荧光发射谱 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
（3）Fano增强量子阱间隧穿测量及其非线性光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 研究方法 |
| 2 理论方法 |
| 2.1 量子力学理论 |
| 2.2 原子光场相互作用理论 |
| 2.3 非线性光学基础 |
| 2.4 Fano干涉效应 |
| 3 基于Fano干涉的隧穿测量研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学布洛赫方程和系统稳态性质 |
| 3.3 隧穿光学表征-光谱非对称性 |
| 3.4 其它物理量对探测表征的影响 |
| 4 基于Fano干涉的增强五阶非线性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 薛定谔方程及其稳态解 |
| 4.3 透明窗口和增强的五阶非线性 |
| 4.4 其它物理量对透明窗口五阶非线性的影响 |
| 5 论文总结 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（4）太赫兹波段共振隧穿谐振器的设计和应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹技术 |
| 1.1.1 太赫兹波的定义 |
| 1.1.2 太赫兹波的特点及应用 |
| 1.1.3 常见的太赫兹器件 |
| 1.2 太赫兹共振隧穿振荡器件研究现状 |
| 1.3 本论文主要的研究工作 |
| 第二章 共振隧穿二极管基本原理和仿真方法 |
| 2.1 RTD器件隧穿原理 |
| 2.2 RTD器件电学特性参数分析 |
| 2.3 非平衡格林函数理论 |
| 2.4 Silvaco-ATLAS仿真简介 |
| 2.5 RTD多量子阱结构分析 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 新型材料共振隧穿二极管设计 |
| 3.1 GaN材料RTD器件模型设计 |
| 3.2 GaN RTD器件直流特性分析 |
| 3.2.1 副阱结构参数对GaN RTD直流特性的影响 |
| 3.2.2 DBS结构参数对GaN RTD直流特性的影响 |
| 3.2.3 隔离层对GaN RTD直流特性的影响 |
| 3.2.4 GaN RTD多量子阱结构隧穿特性 |
| 3.3 石墨烯材料 RTD 器件设计 |
| 3.3.1 石墨烯RTD器件模型和参数设置 |
| 3.3.2 石墨烯RTD器件直流特性的分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 共振隧穿振荡器件RTO结构设计 |
| 4.1 RTO振荡器件介绍和分类 |
| 4.2 RTO器件性能理论分析 |
| 4.2.1 RTD材料参数对RTO器件性能的影响 |
| 4.2.2 RTO等效电路模型设计和分析 |
| 4.3 GaN共振隧穿振荡器器件性能分析 |
| 4.3.1 GaN RTD器件参数的选取 |
| 4.3.2 电路模型仿真分析 |
| 4.4 石墨烯RTD高频振荡特性分析 |
| 4.5 太赫兹RTO器件外部反馈效应 |
| 4.5.1 RTD振荡器建模 |
| 4.5.2 太赫兹传输链路的建模 |
| 4.5.3 接收器的建模 |
| 4.5.4 外部反馈效应结果分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）耦合量子点系统非线性光学传感特性的应用研究（论文提纲范文）
| 1 自克尔非线性对隧穿的响应特性 |
| 2 利用增强交叉克尔非线性相移测量隧穿 |
| 3 非线性吸收谱对隧穿的灵敏特性 |
| 4 隧穿增强的五阶非线性极化率 |
| 5 失谐增强的隧穿诱导增益谱测量点间隧穿特性 |
| 6 结论 |
（8）超短激光脉冲驱动原子分子的电离和解离的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘 要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 强激光场中的电离过程 |
| 1.2.1 多光子电离 |
| 1.2.2 阈上电离 |
| 1.2.3 隧穿电离 |
| 1.2.4 越垒电离 |
| 1.3 强激光场中的解离过程 |
| 1.3.1 键软化 |
| 1.3.2 键硬化 |
| 1.3.3 阈上解离 |
| 1.3.4 再散射解离 |
| 1.4 强激光场中分子解离电离的关联动力学 |
| 1.5 强激光场中分子超快动力学成像技术 |
| 1.5.1 KER能谱成像 |
| 1.5.2 MO-HHG成像 |
| 1.5.3 库仑爆炸成像 |
| 1.6 论文的主要内容 |
| 第二章 强激光场与原子分子相互作用的理论方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值求解含时薛定谔方程 |
| 2.2.1 含时薛定谔方程概述 |
| 2.2.2 波函数传播方法 |
| 2.2.3 初始波函数的获取 |
| 2.2.4 计算物理观测量 |
| 2.3 量子轨道蒙特卡罗方法 |
| 2.3.1 概述 |
| 2.3.2 隧穿过程的描述 |
| 2.3.3 传播过程的描述 |
| 2.3.4 观测量的获取 |
| 2.4 反向传播方法 |
| 2.4.1 量子正向传播 |
| 2.4.2 量子经典转换 |
| 2.4.3 经典反向传播 |
| 2.4.4 隧穿时刻判据 |
| 2.5 电子—核关联能谱求解方法 |
| 2.5.1 本征态投影方法 |
| 2.5.2 分解算符方法 |
| 2.5.3 含时表面通量方法 |
| 第三章 具有不同轨道角动量的氖原子在强激光场中的隧穿电离 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论方法 |
| 3.2.1 TDSE方法 |
| 3.2.2 CTMC方法 |
| 3.2.3 QTMC方法 |
| 3.2.4 反向传播方法 |
| 3.3 模拟结果 |
| 3.3.1 TDSE模拟结果 |
| 3.3.2 QTMC模拟结果 |
| 3.3.3 CTMC模拟结果 |
| 3.3.4 反向传播方法模拟结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多周期激光脉冲中亚周期表征的光电子发射 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.3 亚周期内的光电子动量分布 |
| 4.3.1 四分之一周期内的光电子动量分布 |
| 4.3.2 库仑势对光电子动量分布的影响 |
| 4.3.3 光电子动量分布的实验测量 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 氢分子解离电离过程的远程控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型 |
| 5.3 氢分子解离电离过程的远程控制 |
| 5.3.1 原子核能谱的远程控制 |
| 5.3.2 电子能谱的远程控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 分子的高阶阈上解离 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 理论方法 |
| 6.4 分子的高阶阈上解离过程 |
| 6.4.1 电子—核关联能谱 |
| 6.4.2 光电子能谱与原子核能谱 |
| 6.4.3 高阶阈上解离机制的分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）低维材料上量子点的制备及量子输运研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子计算简介 |
| 1.1.1 量子计算的提出 |
| 1.1.2 量子计算的要素 |
| 1.1.3 量子计算的基本架构和物理实现 |
| 1.2 半导体量子点简介 |
| 1.2.1 常相互作用模型 |
| 1.2.2 单量子点输运相图 |
| 1.2.3 双量子点的输运图像 |
| 1.2.4 不同材料量子点的相干时间 |
| 1.3 锗硅材料简介 |
| 1.3.1 核壳型锗硅纳米线 |
| 1.3.2 自组织锗硅纳米结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 样品加工 |
| 2.1 电子束曝光系统的使用 |
| 2.1.1 电子束光刻胶 |
| 2.1.2 样品装载 |
| 2.1.3 束流测试和基本剂量设置 |
| 2.1.4 束斑调节 |
| 2.1.5 坐标体系 |
| 2.1.6 图形设计 |
| 2.1.7 写场校准 |
| 2.1.8 任务列表设置 |
| 2.1.9 定位拍照方法 |
| 2.1.10 其它 |
| 2.2 其它仪器和操作简介 |
| 2.2.1 紫外光刻 |
| 2.2.2 镀膜剥离工艺 |
| 2.2.3 原子层沉积 |
| 2.2.4 氢氟酸刻蚀 |
| 2.3 工艺流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 平面谐振腔与石墨烯量子点复合结构 |
| 3.1 平面谐振腔与石墨烯量子点复合结构的设计 |
| 3.1.1 谐振器部分 |
| 3.1.2 差分信号产生部分 |
| 3.1.3 复合结构与测试环境 |
| 3.2 复合体系的理论模型和参数提取 |
| 3.2.1 复合体系S参数的推导 |
| 3.2.2 量子点对谐振信号的调制作用 |
| 3.2.3 体系特征参数的提取 |
| 3.2.4 参数拟合的合理性分析 |
| 3.3 复合结构的实验结果 |
| 3.3.1 石墨烯相位退相干率的测定 |
| 3.3.2 复合体系共同调制效果的实验观测 |
| 3.3.3 非局域关联的证明 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微波对石墨烯量子点的影响 |
| 4.1 实验体系和参数标定 |
| 4.1.1 测量系统介绍 |
| 4.1.2 失谐量的标定 |
| 4.2 噪声谱的测量 |
| 4.2.1 电流输运测量 |
| 4.2.2 谐振腔幅值测量 |
| 4.3 微波对石墨烯双量子点的影响 |
| 4.3.1 微波的热电流效应 |
| 4.3.2 微波对电荷噪声的影响 |
| 4.3.3 微波对电荷量子比特相干性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 自组织锗硅纳米线上空穴量子点自旋态的测量 |
| 5.1 样品介绍 |
| 5.1.1 纳米线的生长 |
| 5.1.2 单量子点的结构 |
| 5.2 空穴型量子点的能级结构 |
| 5.2.1 空穴量子点的形成 |
| 5.2.2 空穴型量子点的库伦菱形图像 |
| 5.2.3 磁场下的能级劈裂情况 |
| 5.3 量子点的基本表征 |
| 5.3.1 样品的基本输运曲线 |
| 5.3.2 接触电阻对能级线宽的影响 |
| 5.4 塞曼分裂的实验观察和g因子提取 |
| 5.4.1 塞曼分裂 |
| 5.4.2 量子点g因子的提取 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）基于Majorana费米子的量子点体系中量子输运和自旋性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 Majorana费米子简介 |
| 1.1.1 Majorana费米子的特性 |
| 1.1.2 p-波超导体中的Majorana费米子 |
| 1.1.3 非阿贝尔统计 |
| 1.2 超导电性材料 |
| 1.2.1 自旋轨道半导体中感应超导电性 |
| 1.2.2 在半导体中诱导p-波型的超导能隙 |
| 1.2.3 Majorana费米子的研究进展 |
| 1.3 本文工作 |
| 2 格林函数方法及其在量子输运中的应用 |
| 2.1 非平衡格林函数方法 |
| 2.1.1 非平衡格林函数简介 |
| 2.1.2 Lengreth定理 |
| 2.1.3 Keldysh方程 |
| 2.2 格林函数的运动方程解法 |
| 2.2.1 无相互作用系统的运动方程应用举例 |
| 2.2.2 相互作用系统的运动方程应用举例 |
| 2.3 介观输运中的电流公式 |
| 3 Majorana费米子对平行量子点结构中量子输运的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型及公式推导 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 结论 |
| 4 Majorana费米子对单量子点结构中自旋流的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 公式推导 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
四、耦合双量子点中基态电子的隧穿特性（论文参考文献）
- [1]光腔耦合中的量子力学效应及其应用研究[D]. 白如艳. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]InGaAs/GaAs半导体表面量子点光学性质研究[D]. 刘景涛. 河北大学, 2021(09)
- [3]Fano增强量子阱间隧穿测量及其非线性光学性质研究[D]. 李晨. 山东科技大学, 2020(06)
- [4]太赫兹波段共振隧穿谐振器的设计和应用研究[D]. 韩斌. 天津工业大学, 2019(02)
- [5]硅纳米结构晶体管中与杂质量子点相关的量子输运[J]. 吴歆宇,韩伟华,杨富华. 物理学报, 2019(08)
- [6]耦合量子点系统非线性光学传感特性的应用研究[J]. 李晨,王柯桢,汪金陵,张仲健,彭延东. 山东科技大学学报(自然科学版), 2018(06)
- [7]量子点操控的光子探测和圆偏振光子发射[J]. 李天信,翁钱春,鹿建,夏辉,安正华,陈张海,陈平平,陆卫. 物理学报, 2018(22)
- [8]超短激光脉冲驱动原子分子的电离和解离的数值模拟研究[D]. 王军平. 上海交通大学, 2018(01)
- [9]低维材料上量子点的制备及量子输运研究[D]. 李舒啸. 中国科学技术大学, 2017(09)
- [10]基于Majorana费米子的量子点体系中量子输运和自旋性质的研究[D]. 王宁. 河北师范大学, 2015(09)