論文の概要: Interacting holes in Si and Ge double quantum dots: from a multiband
approach to an effective-spin picture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.07730v2
- Date: Wed, 30 Jun 2021 11:44:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 18:06:36.355172
- Title: Interacting holes in Si and Ge double quantum dots: from a multiband
approach to an effective-spin picture
- Title（参考訳）: siとgeの二重量子ドットにおける相互作用するホール--マルチバンド・アプローチから有効スピン像へ
- Authors: Andrea Secchi, Laura Bellentani, Andrea Bertoni, Filippo Troiani
- Abstract要約: 原型結合SiおよびGe量子ドットの2ホール状態について、異なる理論的アプローチを用いて検討する。
弱いインタードット体制では、2ホールのシステムディスプレイの基底状態と最初の励起倍数 -- 電子的なディスプレイとは違って -- は高いJ$混合であることがわかった。
光ホール成分は、さらに$M$-mixingと、異なる置換対称性によって特徴づけられるスピノル間の弱い結合を誘導する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The states of two electrons in tunnel-coupled semiconductor quantum dots can
be effectively described in terms of a two-spin Hamiltonian with an isotropic
Heisenberg interaction. A similar description needs to be generalized in the
case of holes due to their multiband character and spin-orbit coupling, which
mixes orbital and spin degrees of freedom, and splits $J=3/2$ and $J = 1/2$
multiplets. Here we investigate two-hole states in prototypical coupled Si and
Ge quantum dots via different theoretical approaches. Multiband
$\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$ and Configuration-Interaction calculations
are combined with entanglement measures in order to thoroughly characterize the
two-hole states in terms of band mixing and justify the introduction of an
effective spin representation, which we analytically derive a from generalized
Hubbard model. We find that, in the weak interdot regime, the ground state and
first excited multiplet of the two-hole system display -- unlike their
electronic counterparts -- a high degree of $J$-mixing, even in the limit of
purely heavy-hole states. The light-hole component additionally induces
$M$-mixing and a weak coupling between spinors characterized by different
permutational symmetries.
- Abstract（参考訳）: トンネル結合半導体量子ドット中の2つの電子の状態は、等方性ハイゼンベルク相互作用を持つ2スピンハミルトニアンを用いて効果的に記述することができる。
同様の記述は、そのマルチバンド特性とスピン軌道結合により、軌道とスピンの度合いを混合し、J=3/2$と$J = 1/2$ multipletsを分割する穴の場合に一般化する必要がある。
ここでは、異なる理論的アプローチにより、siおよびge量子ドットの原型結合状態を調べる。
マルチバンド $\boldsymbol{k}\cdot\boldsymbol{p}$ および Configuration-Interaction 計算は、バンド混合の観点から2ホール状態を完全に特徴付け、効果的なスピン表現の導入を正当化するために、エンタングルメント測度と組み合わせて、一般化されたハバードモデルから解析的に導出する。
弱いインタードット体制では、2ホールのシステムディスプレイの基底状態と最初の励起倍数 -- 電子的なディスプレイとは異なり -- は、純粋に重い状態の限界があっても、高いレベルのJ$混合であることがわかった。
光ホール成分は、さらに$M$-mixingと異なる置換対称性によって特徴づけられるスピノル間の弱い結合を誘導する。
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