論文の概要: Theory of multi-dimensional quantum capacitance and its application to
spin and charge discrimination in quantum-dot arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.10546v1
- Date: Wed, 19 Oct 2022 13:38:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-22 01:44:46.881506
- Title: Theory of multi-dimensional quantum capacitance and its application to
spin and charge discrimination in quantum-dot arrays
- Title（参考訳）: 多次元量子容量の理論と量子ドットアレイにおけるスピン・電荷識別への応用
- Authors: Andrea Secchi and Filippo Troiani
- Abstract要約: 金属ゲートに容量結合した数粒子系の量子状態は、量子容量を測定することで判別することができる。
このアプローチは、量子キャパシタンス行列の導入により、多電圧の場合に一般化される。
- 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: Quantum states of a few-particle system capacitively coupled to a metal gate
can be discriminated by measuring the quantum capacitance, which can be
identified with the second derivative of the system energy with respect to the
gate voltage. This approach is here generalized to the multi-voltage case,
through the introduction of the quantum capacitance matrix. The matrix
formalism allows us to determine the dependence of the quantum capacitance on
the direction of the voltage oscillations in the parameter space, and to
identify the optimal combination of gate voltages. This approach is applied to
the case of a quantum-dot array, described in terms of a Hubbard model. Here,
we first identify the potentially relevant regions in the multi-dimensional
voltage space with the boundaries between charge stability regions, determined
within a semiclassical approach. Then, we quantitatively characterize such
boundaries by means of the quantum capacitance matrix. Altogether, this
provides a procedure for optimizing the discrimination between states with
different particle numbers and/or total spins.
- Abstract（参考訳）: 金属ゲートに容量的に結合した数粒子系の量子状態は、ゲート電圧に関して系エネルギーの第2導関数と同定できる量子容量を測定することで判別することができる。
このアプローチは、量子容量行列の導入により、マルチ電圧の場合に一般化される。
行列形式化により、パラメータ空間における電圧振動の方向に対する量子容量の依存性を判定し、ゲート電圧の最適組合せを同定することができる。
このアプローチは、ハバードモデルを用いて記述された量子ドットアレイの場合に適用される。
ここでは, 電荷安定性領域間の境界を持つ多次元電圧空間における潜在的関連領域を, 半古典的アプローチで決定する。
そして、量子容量行列を用いて、そのような境界を定量的に特徴づける。
さらに、これは異なる粒子数および/または全スピンを持つ状態の識別を最適化する手順を提供する。
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