基于二维材料纳米结构的电子和声子调控实验研究

发布时间：2022-11-11 21:57

　　自2004年曼彻斯特大学发现单原子层厚度的石墨烯以来,石墨烯及类石墨烯二维材料引起了广泛的关注。优异的电学性质和机械性质也使它们成为了量子信息学研究载体的热门候选之一。本文主要针对基于这类材料的门控量子点以及纳米谐振子体系开展研究,具体内容包括:1.简要介绍二维材料这类材料体系的特点,以及门控量子点和微纳机电系统这两个体系的相关基本概念。2.介绍了基于二硫化钼的门控双量子点以及基于石墨烯的纳米谐振子样品制备所利用的半导体微纳米加工技术。特别的,对二维材料的干法和湿法转移工艺进行了详细的介绍。3.实验上制备了基于二硫化钼的可控双量子点,对量子点的基本性质进行了表征,展示了可调性,在低载流子浓度下,观测到了库伦阻塞弱反局域化现象。4.实验上制备了基于石墨烯的串联多纳米机械振子体系,对各个机械振子进行了表征,展示了这一体系中声子模式的可控性。观测了近邻声子模式的强耦合,通过调节中间声子腔的谐振频率,展示了声子模式的长程可调耦合。基于不同的耦合强度,实现了长程耦合的声子二能级体系的相干操作。本论文的主要创新点有:1.实验上首次在二维材料体系上获得可控的双量子点,首次在这类材料体系上观测到库伦阻... 

【文章页数】：107 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 石墨烯及类石墨烯二维材料简介
        1.1.1 石墨烯(Graphene)
        1.1.2 二硫化钼(MoS_2)
        1.1.3 六方晶格氮化硼(h-BN)
    1.2 门控量子点简介
    1.3 微纳机电系统简介
    1.4 本文结构
    参考文献
第二章 纳米加工工艺和低温测量技术
    2.1 微纳加工工艺简介
        2.1.1 二维材料定点转移工艺
        2.1.2 图形化基本原理
        2.1.3 常用的仪器设备及基本原理
    2.2 极低温测量技术
        2.2.1 极低温测量环境
        2.2.2 低温原位电流退火技术
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 基于二硫化钼的量子点的研究
    3.1 样品结构及制备流程
    3.2 可调双量子点的表征
        3.2.1 接触性质和迁移率表征
        3.2.2 一维通道的限制
        3.2.3 量子点的表征
    3.3 库仑阻塞弱反局域化现象
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 基于石墨烯的声子数据总线研究
    4.1 样品结构及制备流程
    4.2 石墨烯纳米机械振子的测量和读取
        4.2.1 电学读出原理
        4.2.2 双源混频测量
        4.2.3 调幅/调频测量
    4.3 单个机械振子的表征
    4.4 近邻声子模式的耦合
    4.5 可调非近邻声子模式的耦合
    4.6 声子腔读取其他声子模式
    4.7 非近邻声子模式的Rabi振荡
    4.8 电机械暗态的观测
    4.9 本章小结
    参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
        5.2.1 MoS_2量子点部分
        5.2.2 纳米机械振子部分
    参考文献
附录A 样品制备流程
    A.1 MoS_2量子点加工流程
    A.2 石墨烯纳米机械振子加工流程
    参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果


【参考文献】：
博士论文
[1]低维材料上量子点的制备及量子输运研究[D]. 李舒啸.中国科学技术大学 2017



本文编号：3705816