液氦表面的電子作為一個(gè)理想的電子系統(tǒng),提供了一個(gè)很好的研究二維電子性質(zhì)的材料,同時(shí)具有非常好的應(yīng)用前景。液氦表面電子的存在最早在60年代就在理論上進(jìn)行了預(yù)測(cè)以及在實(shí)驗(yàn)上證實(shí),并且之后對(duì)它的性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。液氦表面電子非常純凈,相互作用簡(jiǎn)單,具有非常高的遷移率,二維維格納晶體第一次在液氦表面被發(fā)現(xiàn)。通過(guò)在液氦底部加入微電極可實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)電子的量子調(diào)控,由于電子的相干時(shí)間較長(zhǎng),且液氦具有良好的擴(kuò)展性,易于調(diào)控,在制造上也沒(méi)有不可克服的困難,使得它成為了一個(gè)良好的量子態(tài)調(diào)控的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅在量子計(jì)算領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用,也為實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的Jaynes-Cummings模型,電磁輻射和毫米波光子探測(cè)提供了嶄新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),有望實(shí)現(xiàn)我們期望的毫米波單光子源和單光子探測(cè)器。在簡(jiǎn)單回顧液氦表面二維電子的基本物理性質(zhì),如:表面電子形成,電子的遷移率,熱激發(fā),微波吸收等等之后,本文主要關(guān)注關(guān)于液氦底部電極對(duì)液氦表面電子態(tài)的外偏置電場(chǎng)調(diào)控的問(wèn)題。實(shí)際上,通過(guò)將底部電極改成按規(guī)則排列的微電極,并控制好電極之間的距離以及液氦厚度,可實(shí)現(xiàn)液氦上表面電子態(tài)的相干調(diào)控,用于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。未加電場(chǎng)時(shí),電子與氦原子的... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電極對(duì)液氦上電子態(tài)的調(diào)控在當(dāng)今的大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們對(duì)高速大容量信息處理的需求與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算瓶

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第z +，并用 去擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 1 時(shí)跟實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合的比較好[表面的密度不是突然變?yōu)?0，而是逐漸的變化等等。氦上電子的微波吸收線也有一定的線寬，這主要是由兩種機(jī)制引起的[9]不同的氦原子以及漣波子的隨機(jī)碰撞，使得相互作用產(chǎn)生一定的擾動(dòng)產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，能級(jí)的展寬跟氦原子的密度成正比，由此可知道當(dāng)寬將迅速下降。而另一個(gè)因素則是在直接的散射過(guò)程的中電子的平行面）發(fā)生改變，導(dǎo)致垂直本征態(tài)之間的相位損失，從而使得能級(jí)展寬。寬的理論表達(dá)式： ( )gas T AT +BN[25]，而 E. Collin 等測(cè)量了不同溫，如下圖所示：

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第12( ) [ ( ) ]p qq Q K qrr r + ，根據(jù)這個(gè)耦合作用，最終可以得到電子的散射于所施加的垂直電場(chǎng)以及平行電場(chǎng)，Shikin 和 Monarkha[31]對(duì)此進(jìn)行了也有很多小組對(duì)電子的遷移率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量[32-34]，下圖來(lái)源于 Grime


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