瑞士苏黎世联邦理工学院Chuyao Tong课题组-- 石墨烯量子点中的可调谷分裂和双极操作

石墨烯中的量子态在自旋中是2倍简并，在谷中是2倍。两个自由度均可用于量子位制备。在我们的双层石墨烯量子点中，我们证明了谷g-因子g_v，类似于垂直磁场中谷分裂的自旋g-因子g_s定义，可以通过4倍以上的因子进行调节，从20到90，仅通过门电压调整。较大的g_v来自较大的电子点尺寸，由充电能量决定。在我们的多功能设备上，可以执行双极操作，用与引线相同或相反极性的电荷载流子为我们的量子点充电。两种极性的点都可以调整到第一电荷载流子，从而可以观察到通过柱塞门的作用从电子到空穴点的转变。

Figure 1. (a) QD 的单粒子能级谱。(b) 3D 插图。(c) 孔点示意图。

Figure 2. （a）传导（蓝色）和价（红色）能带边缘结构的示意图。(b) 提取的 g_v 作为降低充电能量的函数（即增加电子点半径）。(c) 计算出的不同大小和形状的点的动量空间波函数和谷g-因子。

Figure 3. (a) 库仑钻石显示了我们 QD 的双极操作。(b) 通道的示意图。

相关研究成果于2021年由瑞士苏黎世联邦理工学院Chuyao Tong课题组，发表在Nano Lett.（https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04343）上。原文：Tunable Valley Splitting and Bipolar Operation in Graphene Quantum Dots。