封閉式量子點系統之庫侖阻絕振盪

Abstract

我們在GaAs/AlGaAs異質接面結構中存在的二維電子氣系統(two-dimen- sional electron gas，2DEG)，利用光微影技術與電子束微影技術，製作出不同幾何形狀的量子點閘極結構，元件大小在微米尺度。並探討在電子在介觀系統內的彈道傳輸特性。 外加負偏壓於量子尖端接觸(quantum point contact)結構，在其間可產生一維位障通道，觀察電子在彈道傳輸範疇中的量子電導化現象。在量子點的閘極結構上，外加負偏壓於閘極結構，使二維電子氣被局域形成封閉式量子點，量子點內的能階並隨著維度的減少而有明顯的分開。我們藉由抽運閘極上的電壓來調變量子點內的電位能階，使其介於汲極與源極的化學能之間，電子能以穿遂的方式進出量子點。並利用定電壓源電路來測量，在封閉式量子點系統觀察到在電導-電壓關係的庫侖阻絕震盪現象。這些電導峰值相對的電流值約0.7pA，與一個穩定封閉式量子點的電導雜訊背景值(相對的電流值約0.1pA)相比，我們可以確認量測到的訊號為庫侖阻絕震盪。 由我們的實驗數據中，測量到的庫侖阻絕震盪的峰值間距(△Vg)約meV左右。我們並估算量子點在溫度為0.3K的level spacing，和charging energy。因此在我們測量的溫度局域為 ，量子點表現為古典庫侖阻絕效應，庫侖阻絕震盪的電導峰值約略相同。