有限深势阱下抛物量子线量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究了在有限深势阱下抛物量子线量子比特及其声子效应。量子线中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当量子线中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度|ψ01(t,x,y,0)|2随着势阱宽度的增加而减小;电子的振荡周期T0随耦合强度α的增大而减小;振荡周期T0随受限长度l0的增加而增加。     

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。     

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。     

有限深势阱下极性晶体膜量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究有限深势阱下极性晶体膜中量子比特及其声子效应.晶体膜中这样的二能级体系可作为一个量子比特.当膜中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出振荡周期随耦合强度的增加而减小,随膜厚的增加而增大.     

有限深抛物势量子盘中极化子的激发态性质

量子点作为一种重要的低维纳米结构, 近年来在单光子光源和新型量子点单光子探测器的研究引起了人们的广泛关注, 对各种势阱中量子点性质的研究已取得了重要成果. 但是大多理论研究都局限于无限深势阱, 而有限深势阱更具有实际意义. 利用平面波展开、幺正变换和变分相结合的方法研究了有限深势阱中极化子激发态能量及激发能随势阱形状和量子盘大小的变化规律. 数值计算结果表明: 极化子的激发态能量、激发能随势垒高度或宽度的增大而增大, 原因是势垒愈高、愈宽, 电子穿透势垒的可能性愈小, 电子在阱内运动的可能性愈大, 进而导致极化子的激发态能量和激发能均随势垒高度和宽度的增大而增大; 极化子的激发态能量和激发能随量子盘半径的增大而减小, 表明量子盘具有显著的量子尺寸效应; 极化子的激发态能量随有效受限长度的增加而减小, 原因是有效受限长度愈大, 有效受限强度愈小, 电子受到的束缚愈弱、振动愈慢、势能愈小, 进而导致基态能量、激发态能量减小; 同时由于激发态能量较基态能量减小慢, 使得激发能随之增加. 研究结果对量子点的应用具有一定的理论指导意义.     

量子环中量子比特的声子效应

在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下,通过求解能量本征方程,得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及其波函数,进而以电子-声子系的基态与第一激发态构造了一个量子比特.数值计算结果表明量子比特内电子的空间概率密度分布随时间和空间角坐标作周期性振荡,且振荡周期随耦合强度的增大而减小,说明声子将导致量子比特相干性降低;还表明振荡周期随量子环内径（或外径）的增大而增大,因此适当改变量子环的尺度,可以提高量子比特的相干性. 关键词： 量子环 量子信息 量子比特     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子性质的影响(英文)

利用线性组合算符和幺正变换的方法,研究声子色散对磁场中抛物量子点弱耦合磁极化子性质的影响.计及LO声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、磁场强度以及耦合强度之间的关系.我们可以得到在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量E0随量子点有效受限长度l0、电子声子耦合常数α和声子色散系数γ的增大而减小,随磁场回旋频率ωc增大而增大.自陷能Eotr随声子色散系数γ增大而增大.     

磁场对非对称量子点中极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究磁场对非对称量子点中弱耦合磁极化子性质的影响.导出了非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率、基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度、磁场和电子-声子耦合强度的变化关系.数值计算结果表明:非对称量子点中弱耦合磁极化子的基态能量和基态结合能随量子点的横向和纵向有效受限长度的增加而迅速增大.随回旋频率的增加而增大,随电子-声子耦合强度的增加而减小.     

抛物量子点中强耦合双极化子的有效势

基于Lee-Low-Pines-Huybrechts变分方法研究了抛物量子点中强耦合双极化子的基态性质,并推导出了量子点中强耦合双极化子有效势Veff随电子-声子耦合强度α、两电子相对距离r和量子点半径R0的变化规律。结果表明,有效势Veff由库仑势Vcoul、量子点的限定势Vconf和诱生势Ve-LO三部分组成;其中诱生势Ve-LO总是小于零,其绝对值Ve-LO随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r和量子点半径R0的减小而增大。双极化子有效势的绝对值Veff随电子-声子耦合强度α的增加而增大,随电子间相对距离r的减小而增大。耦合强度α和电子间相对距离r是影响有效势Veff的主要因素,而量子点半径R0和介电常数比η对有效势Veff的影响较小。     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响．计及纵光学(LO)声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子-声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子-声子耦合常数的关系．数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子-声子耦合常数的增大而增大．     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

声子色散对量子点中弱耦合磁极化子声子平均数的影响

利用线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究了声子色散对抛物量子点中弱耦合磁极化子电子周围光学声子平均数的影响。计及纵光学（ LO）声子色散,在抛物近似下导出了基态能量与量子点有效受限长度、声子色散系数、回旋共振频率以及电子－声子耦合常数之间的关系,电子周围光学声子平均数与声子色散系数以及电子－声子耦合常数的关系。数值计算结果表明在弱耦合情况下抛物量子点中磁极化子的基态能量随声子色散系数的增大而减小;电子周围光学声子平均数随声子色散系数增大而增大,随电子－声子耦合常数的增大而增大。     

非对称量子点中电子的激发能量和跃迁谱线频率

研究了非对称量子点中与声子强耦合的电子的性质.采用线性组合算符和幺正变换方法研究非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度,电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明：非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量、激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,表现出奇特的量子尺寸效应。非对称量子点中与声子强耦合的电子的第一内部激发态能量随电子-声子耦合强度的增加而减小。非对称量子点中与声子强耦合的电子的激发能量和第一内部激发态到基态的跃迁谱线频率随电子-声子耦合强度的增加而增大。     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

(nc-Si/SiO2)/SiO2多层量子点结构的激子能级

采用球型量子点模型,应用有效质量近似理论,研究了(nc-Si/SiO2)/SiO2多层量子点结构的激子能级和波函数.结果表明,有限深势阱模型的引入更符合实际更加准确.无论在无限深或有限深势阱下,激子质心运动部分基态能量随最子点半径的减小而急剧增大.对于相同的量子点半径α,无限深势阱下的质心部分能量总比有限深势阱高,且二者的差距随α的减小小而增大.     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究具有束缚势的无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

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.     

磁场对非对称量子点中弱耦合极化子的相互作用能的影响

采用改进的线性组合算符和幺正变换相结合的方法,研究磁场、量子点的横向和纵向有效受限长度和电子-声子耦合强度对非对称量子点中弱耦合磁极化子的振动频率和相互作用能的影响.导出了振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度、电子-声子耦合强度和磁场的回旋共振频率的变化关系.数值计算结果表明:振动频率和相互作用能随量子点的横向和纵向有效受限长度的减小而迅速增大,随磁场的回旋共振频率的增加而增大,相互作用能随电子-声子耦合强度的减小而呈线性的增大.     

磁场对非对称量子点中束缚磁极化子性质的影响

采用线性组合算符和幺正变换方法研究磁场对非对称量子点中弱耦合束缚磁极化子性质的影响。导出量子点中弱耦合束缚磁极化子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、磁场的回旋共振频率和电子-声子耦合强度的变化关系。数值计算结果表明:非对称量子点中弱耦合束缚磁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。振动频率随库仑束缚势和磁场的回旋共振频率的增加而增大。基态能量随库仑束缚势和电子-声子耦合强度的增加而减小。