Elektronen Phononen Wechselwirkung

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1 Elektronen Phononen Wechselwirkung Matthias Redies 2. Juli 2013

2 Inhaltsverzeichnis

3 Einleitung Motivation Quantumdots(QD) sind vielversprechende Kandidaten für die Realisierung von Qbits

4 Einleitung Motivation Quantumdots(QD) sind vielversprechende Kandidaten für die Realisierung von Qbits QD speichern Information in der Anzahl der Elektronen

5 Einleitung Motivation Quantumdots(QD) sind vielversprechende Kandidaten für die Realisierung von Qbits QD speichern Information in der Anzahl der Elektronen Quantenpunktkontakte(QPC) können zum Auslesen der QDs benutzt werden

6 Einleitung Motivation Quantumdots(QD) sind vielversprechende Kandidaten für die Realisierung von Qbits QD speichern Information in der Anzahl der Elektronen Quantenpunktkontakte(QPC) können zum Auslesen der QDs benutzt werden QPCs emmitieren Phononen, die in QDs zu Elektronen zerfallen können

7 Einleitung akkustische Phononen Definition E = ω k Abbildung : Dispersionsrelation von Phononen

8 Einleitung akkustische Phononen Akustische Phononen und Dipole-Wechselwirkung Abbildung : Akustische Phononen

9 Elektronen-Phononen WW in Nanostukturen Aufbau Versuchsaufbau Abbildung : Abbildung unter einem Elektronenmikrograph

10 Elektronen-Phononen WW in Nanostukturen Aufbau Versuchsaufbau Abbildung : Abbildung unter einem Elektronenmikrograph Abbildung : schematische Darstellung der Energielevel

11 Elektronen-Phononen WW in Nanostukturen Messung Bemerkung I 3 verschwindet für E := E B3 E F 1.3meV Abbildung : Messung

12 Elektronen-Phononen WW in Nanostukturen Rechnung Rechnung Rechnung an der Tafel

13 Stabilitätsdiagramm DQD-Basics Abbildung : Aufnahme mit Elektronenmikrograph

14 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

15 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

16 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

17 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

18 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

19 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

20 Stabilitätsdiagramm Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

21 Stabilitätsdiagramm (0, 0) (1, 0) (0, 1) (0, 0) Abbildung : Ladungsstabilitätsdiagramm

22 Stabilitätsdiagramm Triplepunkte Abbildung : Stabilitätsdiagramm am Triplepunkt

23 Stabilitätsdiagramm Triplepunkte Abbildung : Energielevel Abbildung : Stabilitätsdiagramm am Triplepunkt

24 Stabilitätsdiagramm Triplepunkte Abbildung : Stabilitätsdiagramm am Triplepunkt Abbildung : Energielevel

25 Stabilitätsdiagramm Triplepunkte Abbildung : Stabilitätsdiagramm am Triplepunkt Abbildung : Energielevel

26 Stabilitätsdiagramm Eckpunkte Abbildung : Eckpunkte des Dreiecks in Triplepunkt

27 Phononeninterferenz Aufbau Aufbau und Messung Abbildung : Doppelquantenpunkt in InAs Nanowire

28 Phononeninterferenz Aufbau Aufbau und Messung Abbildung : Doppelquantenpunkt in InAs Nanowire Abbildung : Messung

29 Phononeninterferenz Rechnung Rechnung Γ abs/ems = πd2 ω(q) q2 (n(q) ± 1 2 ) < Ψ + e iqr Ψ > 2 xδ( hω λ (q))

30 Phononeninterferenz Phononen durch Potentialbarrieren Dipole an Potentialbarrieren Abbildung : InAs Nanowire im Electronenmikroskop

31 Phononeninterferenz Phononen durch Potentialbarrieren Dipole an Potentialbarrieren Abbildung : InAs Nanowire im Electronenmikroskop Abbildung : InAs Nanowire im Electronenmikroskop

32 Phononeninterferenz Phononen durch Potentialbarrieren Akustische Phononen und Dipole-Wechselwirkung Abbildung : Akustische Phononen

33 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Abbildung : Stabilitätsdiagramm

34 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Aufbau und 3-Levelsystem Abbildung : Aufnahme mit Elektronenmikrograph

35 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Aufbau und 3-Levelsystem Abbildung : 3-Levelsystem Abbildung : Aufnahme mit Elektronenmikrograph

36 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Aufbau und 3-Levelsystem Abbildung : Aufnahme mit Elektronenmikrograph Abbildung : 3-Levelsystem

37 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Aufbau und 3-Levelsystem Abbildung : Aufnahme mit Elektronenmikrograph Abbildung : 3-Levelsystem

38 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Abbildung : Stabilitätsdiagramm

39 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Abbildung : Stabilitätsdiagramm Abbildung : Schnitt im Stabilitätsdiagramm

40 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Abbildung : Stabilitätsdiagramm

41 Phononeninterferenz Phononeninterferenz durch Quantenpunktkontakte Rechnung Rechnung an der Tafel

42 Schlussfolgerung und Ausblick Schlussfolgerung und Ausblick Elektronen-Phonen-Wechelwirkung ist ein wichtiger Mechanismus im Nanostrukturen

43 Schlussfolgerung und Ausblick Schlussfolgerung und Ausblick Elektronen-Phonen-Wechelwirkung ist ein wichtiger Mechanismus im Nanostrukturen Interferenzeffekte lassen sich ausnutzen um Fehler zu minimieren

44 Schlussfolgerung und Ausblick Phonon-Mediated Nonequilibrium Interaction between Nanoscale Devices, G. J. Schinner et. al.,prl102, 2009 Coherent electron phonon coupling in tailored quantum systems, P. Roulleau et. al.,nature Communications, 2011 Quantum interference and phonon-mediated back-action in lateral quantum-dot circuits, G. Granger, D. Taubert et. al.,nature Physics, 2012 IHN, THOMAS: Semiconductor Nanostructures. Quantum States and Electronic Transport. New York, London: OUP Oxford, YU, PETER Y.; CARDONA, MANUEL: Fundamentals of Semiconductors. Physics and Materials Properties. Berlin, Heidelberg: Springer, Lattice_wave.svg,

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