自2004年曼徹斯特大學發(fā)現(xiàn)單原子層厚度的石墨烯以來,石墨烯及類石墨烯二維材料引起了廣泛的關注。優(yōu)異的電學性質和機械性質也使它們成為了量子信息學研究載體的熱門候選之一。本文主要針對基于這類材料的門控量子點以及納米諧振子體系開展研究,具體內容包括:1.簡要介紹二維材料這類材料體系的特點,以及門控量子點和微納機電系統(tǒng)這兩個體系的相關基本概念。2.介紹了基于二硫化鉬的門控雙量子點以及基于石墨烯的納米諧振子樣品制備所利用的半導體微納米加工技術。特別的,對二維材料的干法和濕法轉移工藝進行了詳細的介紹。3.實驗上制備了基于二硫化鉬的可控雙量子點,對量子點的基本性質進行了表征,展示了可調性,在低載流子濃度下,觀測到了庫倫阻塞弱反局域化現(xiàn)象。4.實驗上制備了基于石墨烯的串聯(lián)多納米機械振子體系,對各個機械振子進行了表征,展示了這一體系中聲子模式的可控性。觀測了近鄰聲子模式的強耦合,通過調節(jié)中間聲子腔的諧振頻率,展示了聲子模式的長程可調耦合。基于不同的耦合強度,實現(xiàn)了長程耦合的聲子二能級體系的相干操作。本論文的主要創(chuàng)新點有:1.實驗上首次在二維材料體系上獲得可控的雙量子點,首次在這類材料體系上觀測到庫倫阻... 

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 石墨烯及類石墨烯二維材料簡介
        1.1.1 石墨烯(Graphene)
        1.1.2 二硫化鉬(MoS_2)
        1.1.3 六方晶格氮化硼(h-BN)
    1.2 門控量子點簡介
    1.3 微納機電系統(tǒng)簡介
    1.4 本文結構
    參考文獻
第二章 納米加工工藝和低溫測量技術
    2.1 微納加工工藝簡介
        2.1.1 二維材料定點轉移工藝
        2.1.2 圖形化基本原理
        2.1.3 常用的儀器設備及基本原理
    2.2 極低溫測量技術
        2.2.1 極低溫測量環(huán)境
        2.2.2 低溫原位電流退火技術
    2.3 本章小結
    參考文獻
第三章 基于二硫化鉬的量子點的研究
    3.1 樣品結構及制備流程
    3.2 可調雙量子點的表征
        3.2.1 接觸性質和遷移率表征
        3.2.2 一維通道的限制
        3.2.3 量子點的表征
    3.3 庫侖阻塞弱反局域化現(xiàn)象
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 基于石墨烯的聲子數(shù)據(jù)總線研究
    4.1 樣品結構及制備流程
    4.2 石墨烯納米機械振子的測量和讀取
        4.2.1 電學讀出原理
        4.2.2 雙源混頻測量
        4.2.3 調幅/調頻測量
    4.3 單個機械振子的表征
    4.4 近鄰聲子模式的耦合
    4.5 可調非近鄰聲子模式的耦合
    4.6 聲子腔讀取其他聲子模式
    4.7 非近鄰聲子模式的Rabi振蕩
    4.8 電機械暗態(tài)的觀測
    4.9 本章小結
    參考文獻
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
        5.2.1 MoS_2量子點部分
        5.2.2 納米機械振子部分
    參考文獻
附錄A 樣品制備流程
    A.1 MoS_2量子點加工流程
    A.2 石墨烯納米機械振子加工流程
    參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的研究成果


【參考文獻】：
博士論文
[1]低維材料上量子點的制備及量子輸運研究[D]. 李舒嘯.中國科學技術大學 2017



本文編號：3705816