論文の概要: Electronic Wigner-Molecule Polymeric Chains in Elongated Silicon Quantum Dots and Finite-Length Quantum Wires
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.05886v1
- Date: Sun, 9 Jun 2024 18:54:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-11 17:28:18.764935
- Title: Electronic Wigner-Molecule Polymeric Chains in Elongated Silicon Quantum Dots and Finite-Length Quantum Wires
- Title（参考訳）: 伸長シリコン量子ドットと有限長量子線における電子ウィグナー分子高分子鎖
- Authors: Arnon Goldberg, Constantine Yannouleas, Uzi Landman,
- Abstract要約: シリコン量子ビット間のワイヤ状準1次元(1D)長量子ドット(EQD)カプラに閉じ込められた電子のスペクトル特性について検討した。
自己整合性一般化されたポプル-ネスベット方程式の低エネルギー対称性の解は、シリコンで実験的に作られたものからモデル化された閉じこもりを示す。
破壊対称性の va-UHF 解は、後に量子力学的に要求されるパリティ復元によって強化され、 va-UHF の単一決定解を超え、絡み合ったウィグナー-分子鎖の形成を予測する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The spectral properties of electrons confined in a wire-like quasi-one-dimensional (1D) elongated quantum dot (EQD) coupler between silicon qubits, are investigated with a newly developed valley-augmented unrestricted Hartree-Fock (va-UHF) method, generalized to include the valley degree of freedom treated as an isospin, allowing calculations for a large number of electrons. The lower energy symmetry-broken solutions of the self-consistent generalized Pople-Nesbet equations exhibit, for a confinement that has been modeled after an experimentally fabricated one in silicon, formation of Wigner-molecular polymeric (longitudinal) chains, initiating through charge accumulation at the edges of the finite-length quasi-1D wire. An increasing number of parallel zig-zag chains form as the number of electrons loaded into the confinement is increased, with the formation of newly added chains determined by the strength of the transverse harmonic confinement. The broken-symmetry va-UHF solutions, subsequently augmented by the quantum-mechanically required parity-restoration, go beyond the va-UHF single-determinant solution, predicting formation of entangled Wigner-molecular chains whose charge distributions obliterate the zig-zag organization of the broken-symmetry solutions. The symmetry-restored va-UHF methodology enables systematic investigations of multi-electron complex nano-scale confined structures that could be targeted for future imaging microscopy experiments in silicon and other materials (e.g., 1D domain walls in TMD materials), and quantum information utilization.
- Abstract（参考訳）: シリコン量子ビット間の有線状準1次元(1D)量子ドット(EQD)結合体に閉じ込められた電子のスペクトル特性を、新しく開発されたバレー拡張未制限ハートリーフォック(va-UHF)法を用いて検討し、アイソスピンとして扱われるバレー自由度を含むように一般化し、多数の電子の計算を可能にした。
自己整合性一般化された多孔体-ネスベット方程式の低エネルギー対称性の解は、シリコンで実験的に作製されたものをモデルに、有限長の準1次元ワイヤの端で電荷蓄積を開始するウィグナー-分子性高分子(縦方向)鎖の形成を図った閉じこもりを示す。
閉包にロードされる電子の数が増えるにつれて、平行ジグザグ鎖の数が増加し、横調和閉じ込めの強さによって新たに付加された鎖の形成が決定される。
破れた対称性の va-UHF 解は、後に量子力学的に要求されるパリティ復元によって強化され、va-UHF の単一決定解を超えて、電荷分布が分裂対称性の解のジグザグ構造を消し去るウィグナー分子鎖の形成を予測する。
対称性に再構成されたva-UHF法は、シリコンやその他の材料(例えば、TMD材料の1Dドメイン壁)における将来の顕微鏡実験や量子情報利用を目的とした、多電子複合ナノスケールの閉じ込められた構造を体系的に研究することができる。
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