电磁场中施主中心量子点内磁极化子态寿命与qubit退相干

采用Lee-Low-Pines变换和Pekar类型变分法推导出非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子的基态和激发态能量和波函数,进而构造了qubit所需的二能级结构.基于费米黄金规则研究了磁极化子基态的衰变.通过研究电磁场下材料的介电常数比、电声耦合常数和温度对非对称高斯势施主中心量子点中磁极化子基态寿命的影响,揭示了材料属性与温度、电磁场等环境因素对量子点qubit退相干的影响,进而揭示了体纵光学声子效应导致量子点qubit退相干的机理.     

抛物量子点中强耦合束缚极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合束缚极化子的基态和激发态的性质。计算了束缚极化子的基态和激发态的能量、光学声子平均数。讨论了量子点的有效束缚强度和库仑束缚势对基态能量、激发态能量以及光学声子平均数的影响。数值计算结果表明:量子点中强耦合束缚极化子的基态和激发态能量及光学声子平均数均随量子点的有效束缚强度的增加而减小,基态、激发态能量随库仑束缚势的增加而减小,光学声子平均数随库仑束缚势的增加而增大。     

电场中非对称高斯势量子点内极化子量子跃迁的厚度效应

计及量子点厚度下,分别选取抛物势和高斯势描写盘型量子点中电子的横向束缚势和纵向束缚势,采用Pekar类型变分法推导出量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数,以此为基础,构造了一个二能级结构,并基于二能级体系理论,讨论了极化子在外电场作用下的量子跃迁问题。结果表明,高斯束缚势比抛物束缚势更能精准反映量子点中真实的束缚势;量子点的厚度对极化子的跃迁几率Q所带来的影响有趣且有实际意义,不可忽略;电声耦合强度α、电场强度F、非对称高斯势的势垒高度V₀和束缚范围L等对极化子的基态与第一激发态能量以及量子跃迁的影响显著;本文的结果有助于探讨利用这些物理量来调控量子点的输运特性和光学性质的途径和方法。     

LA声子对激子qubit纯退相干的影响

在一个抛物量子点中,以激子的真空态和基态作为量子比特(qubit),采用求密度矩阵元的方法,计算了由形变势下声学声子引发的激子量子比特纯退相干.找到了激子量子比特纯退相干因子对时间、温度和量子点受限长度的依赖关系.研究发现,激子量子比特的退相干因子在2.5ps的时间范围内随时间的增加而迅速增加,其纯退相干时间在ps量级;在温度即使为绝对温度0K时由LA声子引发的退相干依然存在,在温度大于3K后退相干因子随温度的增大而开始迅速增大;并同时发现量子点受限长度对退相干因子有重要影响,激子越受限退相干越快.研究结果表明,对激子量子比特使用适当大小量子点,且保持环境低温,并采用低能超快光学操作可以有效地抑制声子对激子量子比特纯退相干的影响. 关键词： 量子点 量子信息 量子比特     

库仑势对抛物量子点量子比特消相干的影响

采用Pekar类型的变分方法,在电子与体纵光学声子强耦合的条件下,计算得出了抛物量子点中电子的基态能量和第一激发态能量及其相应的本征波函数.量子点中这样的二能级体系可以作为一个量子比特.由于声子的自发辐射,造成量子比特的消相干,讨论了消相干时间与库仑结合参数,耦合强度,受限长度,色散系数的变化关系. 关键词： 量子点 量子比特 量子信息 消相干     

球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应

采用求解能量本征方程、LLP幺正变换、变分相结合的方法研究 球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应. 数值计算表明: 声子效应使极化子的基态(或激发态)能量小于电子的基态(或激发态)能量, 使量子比特的振荡周期减小, 且内径给定时, 随着外径的增大声子效应对极化子和量子比特振荡周期的影响越大; 声子效应不改变量子比特内电子概率密度分布的幅值, 量子比特内中心球面处概率密度幅值最大, 界面处概率密度为零, 其它处的概率密度幅值介于最大和最小之间, 且各个空间点的概率密度随半径和方位角的变化而变化, 随时间做周期性振荡.     

量子点中强耦合极化子的性质

采用Pekar类型的变分方法研究了抛物量子点中强耦合极化子的基态和激发态的性质。计算了基态和激发态极化子的结合能、光学声子平均数和极化子的共振频率。讨论了这些量对有效限制强度和电子 体纵光学声子耦合强度的依赖关系。结果表明:抛物量子点中极化子的共振频率、基态和激发态极化子的结合能以及光学声子平均数都随量子点的有效束缚强度的增大而减小。光学声子平均数随电子 体纵光学声子耦合强度的增加而增大。     

声子和杂质对三角束缚势量子点量子比特性质的影响

本文以含有类氢杂质的三角束缚势量子点为基础,应用Peker变分方法,电子与体纵光学声子强耦合的条件下得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的波函数,量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特。讨论了能量与库仑结合参数,耦合强度,受限长度以及极角的变化关系.     

量子点中弱耦合束缚极化子的内部激发态性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究库仑束缚势对量子点中弱耦合束缚极化子激发态性质的影响。计算了束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度,电子-声子耦合强度和库仑束缚势的变化关系。结果表明:量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量和共振频率随量子点的有效受限长度的减少而迅速增大,随库仑束缚势的增加而增大。     

计及厚度下量子点量子比特的电磁场依赖性

在电子-体纵光学(Longitudinal optical,LO)声子强耦合条件下,采用LLP-Pekar型变分法推导出计及厚度下量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数以及平均声子数的电磁场依赖性。在此基础上,以极化子的二能级结构为载体构造了量子点量子比特。数值计算结果表明:量子比特的振荡周期T_0随量子点厚度L的增加而增大,随磁场的回旋频率ωc、电场强度F和电声子耦合强度α的增加而减小。量子比特的概率密度︱Ψ(ρ,z,t)~2︱随电子横向坐标ρ的变化呈现"正态分布"并受到量子盘厚度L和有效半径R_0的强烈影响,随电子纵向坐标z、角坐标φ和时间t作周期性振荡变化。消相干时间τ随磁场的回旋频率ω_c、色散系数η和电子-声子耦合常数α的增加而增大,随电场强度F、量子点厚度L和有效半径R_0的增加而减小。量子点的厚度是量子点量子比特的一个重要参数,理论上可以通过设计不同的量子盘厚度并结合调节外加电磁场的强度,达到调控量子比特振荡周期、消相干时间大小的目的。     

声子和杂质对三角束缚势量子点量子比特性质的影响

本文以含有类氢杂质的三角束缚势量子点为基础,应用Pekar变分方法,电子与体纵光学声子强耦合的条件下得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的波函数,量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特.讨论了能量与库仑结合参数,耦合强度,受限长度以及极角的变化关系.     

抛物线性限制势二能级系统量子点量子比特的温度效应

应用Pekar变分方法,在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合条件下,得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态的本征波函数.以量子点中这样的二能级体系作为一个量子比特.当电子处于基态和第一激发态的叠加态时,计算出电子在时空中作周期性振荡的概率分布.并且得出了概率分布随温度及耦合强度的变化关系. 关键词： 量子点 量子比特 温度效应     

抛物线性限制势量子点量子比特及其光学声子效应

在抛物量子点中电子与体纵光学声子强耦合的条件下,应用Peaker变分方法得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及基态和第一激发态本征波函数.量子点中这样的二能级体系可作为一个量子比特.当电子处于基态和第一激发态的叠加态时,计算出电子在空间的概率分布作周期性振荡.并且得出了振荡周期随受限长度及耦合强度的变化关系. 关键词： 量子点 量子信息 量子比特     

非对称量子点中强耦合束缚磁极化子的基态寿命

采用线性组合算符和幺正变换方法,研究了非对称量子点中电子和体纵光学声子强耦合下束缚磁极化子的性质.得到了非对称量子点中强耦合束缚磁极化子的基态能量.讨论了量子点横向和纵向受限长度.磁极化子基态能量,电子-声子耦合强度和外界温度对磁极化子基态寿命的影响.由于电子-声子相互作用和外界温度的影响导致了量子体系的跃迁,即磁极化子吸收了声子的能量由摹态跃迁到激发态,造成极化子在基态的寿命发生变化.通过计算发现束缚磁极化子基态寿命随基态能量的增加而变大,随电子-声子耦合强度,量子点横向和纵向受限长度,外界温度的增加而变小.     

非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了非对称量子点中弱耦合束缚极化子的性质。导出了非对称量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度,库仑束缚势和电子-声子耦合强度的变化关系。通过数值计算,结果表明:非对称量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大。     

抛物量子点中弱耦合束缚极化子的性质

研究了抛物量子点中弱耦合束缚极化子的性质。采用线性组合算符和幺正变换方法导出了束缚极化子的振动频率和基态能量。讨论了量子点的有效受限长度、电子-LO声子耦合强度和库仑场对抛物量子点中弱耦合极化子的振动频率和基态能量的影响。数值计算结果表明：弱耦合束缚极化子的振动频率和基态能量随有效受限长度的增加而减小,振动频率随库仑势的增加而增加,基态能量随耦合强度、库仑势的增加而减小。     

抛物形量子点中弱耦合极化子的性质

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了抛物形量子点中弱耦合极化子的基态能量和束缚能。计算结果表明,基态能量和束缚能随有效束缚强度增加而减小。随着有效束缚强度逐渐加大,最后逐渐趋于体结构极化子的基态能量。当有效束缚强度给定,基态能随电子-体纵光学声子耦合强度增加而减小。由于有效束缚强度与量子点受限强度平方根成反比,所以量子点受限越强,基态能和束缚能越大,电子-体纵光学声子耦合强度的变化对量子点的影响越小。当量子点受限变弱时,电子-体纵光学声子耦合强度变化对量子点的影响变大。所以在量子点弱受限区域,极化子对量子点的影响不容忽略。     

抛物势量子点中强耦合双极化子量子比特的性质

基于LLP幺正变换,采用Pekar型变分法得到了二维量子点中强耦合双极化子的基态和第一激发态的能量和波函数,进而构造了一个双极化子的量子比特。数值结果表明:在量子比特内,两电子的空间几率密度的时间振荡周期T0随电声子耦合强度α、量子点的受限强度ω0以及介质的介电常数比η的增加而减小;在量子比特内,两电子的空间几率密度Q随时间t、角坐标φ2及介电常数比η的变化而作周期性振荡;两电子在量子点中心附近区域出现的几率较大,而在远离量子点中心区域出现的几率很小。     

磁场和库仑场对抛物量子点中弱耦合极化子激发态性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究了磁场和库仑场对抛物量子点中极化子激发态性质的影响。导出了抛物量子点中弱耦合束缚磁极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量与量子点的有效受限长度、库仑束缚势和磁场的回旋频率之间的变化关系。通过数值计算,结果表明:抛物量子点中弱耦合束缚极化子的振动频率、第一内部激发态能量、激发能量均随量子点的有效受限长度减小而迅速增大。随库仑束缚势增大而增大。随磁场的回旋频率的增加而增大。     

半导体量子点中极化子的跃迁能量

研究了半导体量子点中极化子的激发态性质。采用Huybrechts线性组合算符和幺正变换方法,计算了量子点中极化子的振动频率、基态能量、第一激发态能量、由第一激发态向基态的跃迁能量和跃迁频率。分别讨论了电子-LO声子在强弱两种耦合情况下极化子的跃迁能量和跃迁频率。数值计算结果表明,跃迁能量ΔE和跃迁频率ω均随量子点有效受限长度l₀的增加而减少,且随电子-声子耦合强度α的增加而减少。