Apparent fractional charge signatures in PbTe quantum dots due to capacitively coupled charge trap dynamics
DOI (Low Temperature Physics):
https://doi.org/10.1063/10.0044809Ключові слова:
quantum dots, fractional charge, charge traps, mesoscopic effectsАнотація
У роботі повідомляється про спостереження дробових зсувів на експериментальних діаграмах стабільності квантових точок у нанодротах PbTe. Хоча ця поведінка, на перший погляд, може свідчити про перенесення дробового заряду, подібно до того, що спостерігається в режимі дробового квантового ефекту Холла, квазіодновимірність системи та відсутність прикладеного магнітного поля вказують на те, що наявність дробових зарядів є вкрай малоймовірною. Натомість ми пояснюємо ці ефекти наявністю однієї або кількох паразитних квантових точок, або пасток заряду, ємнісно зв’язаних з основною точкою. Наші результати ілюструють, як ознаки перенесення дробового заряду можуть бути відтворені внаслідок тривіальних мезоскопічних кулонівських ефектів.
Посилання
P. Dutta and P. M. Horn, Rev. Mod. Phys. 53, 497 (1981). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.53.497
E. Paladino, Y. M. Galperin, G. Falci, and B. L. Altshuler, Rev. Mod. Phys. 86, 361 (2014). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.86.361
M. Pioro-Ladrière, J. H. Davies, A. R. Long, A. S. Sachrajda, L. Gaudreau, P. Zawadzki, J. Lapointe, J. Gupta, Z. Wasilewski, and S. Studenikin, Phys. Rev. B 72, 115331 (2005). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.115331
D. J. Van Harlingen, T. L. Robertson, B. L. T. Plourde, P. A. Reichardt, T. A. Crane, and J. Clarke, Phys. Rev. B 70, 064517 (2004). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.70.064517
P. V. Klimov, J. Kelly, Z. Chen et al, Phys. Rev. Lett. 121, 090502 (2018). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.090502
J. Lisenfeld, A. Bilmes, A. Megrant, R. Barends, J. Kelly, P. Klimov, G. Weiss, J. M. Martinis, and A. V. Ustinov, npj Quantum Inf. 5, 105 (2019). https://doi.org/10.1038/s41534-019-0224-1
J. Burnett, L. Faoro, I. Wisby, V. L. Gurtovoi, A. V. Chernykh, G. M. Mikhailov, V. A. Tulin, R. Shaikhaidarov, V. Antonov, and P. J. Meeson, A. Ya. Tzalenchuk, and T. Lindström, Nat. Commun. 5, 4119 (2014). https://doi.org/10.1038/ncomms5119
A. B. Zorin, F.-J. Ahlers, J. Niemeyer, T. Weimann, H. Wolf, V. A. Krupenin, and S. V. Lotkhov, Phys. Rev. B 53, 13682 (1996). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.53.13682
D. Culcer, X. Hu, and S. Das Sarma, Appl. Phys. Lett. 95, 073102 (2009). https://doi.org/10.1063/1.3194778
E. J. Connors, J. J. Nelson, H. Qiao, L. F. Edge, and J. M. Nichol, Phys. Rev. B 100, 165305 (2019). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.165305
T. M. Buehler, D. J. Reilly, R. P. Starrett, V. C. Chan, A. R. Hamilton, A. S. Dzurak, and R. G. Clark, J. Appl. Phys. 96, 6827 (2004). https://doi.org/10.1063/1.1813619
K. Hitachi, T. Ota, and K. Muraki, Appl. Phys. Lett. 102, 192104 (2013). https://doi.org/10.1063/1.4806984
G. Zimmerli, T. M. Eiles, and R. L. Kautz, and J. M. Martinis, Appl. Phys. Lett. 61, 237 (1992). https://doi.org/10.1063/1.108195
Y. Ji, Y. Chung, D. Sprinzak, M. Heiblum, D. Mahalu, and H. Shtrikman, Nature 422, 415 (2003). https://doi.org/10.1038/nature01503
H. Zhang, C.-X. Liu, S. Gazibegovic et al, Nature 591, E30 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03373-x
M. A. Quantum, Nature 638, 651 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08445-2
A. Stern, Ann. Phys. 323, 204 (2008). https://doi.org/10.1016/j.aop.2007.10.008
H. L. Stormer, D. C. Tsui, and A. C. Gossard, Rev. Mod. Phys. 71, S298 (1999). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.71.S298
J. Nakamura, S. Fallahi, H. Sahasrabudhe, R. Rahman, S. Liang, G. C. Gardner, and M. J. Manfra, Nat. Phys. 16, 931 (2020). https://doi.org/10.1038/s41567-020-1019-1
T. Werkmeister, J. R. Ehrets, M. E. Wesson, D. H. Najafabadi, K. Watanabe, T. Taniguchi, B. I. Halperin, A. Yacoby, and P. Kim, Science 388, 730 (2025). https://doi.org/10.1126/science.adp5015
N. L. Samuelson, L. A. Cohen, W. Wang, S. Blanch, T. Taniguchi, K. Watanabe, M. P. Zaletel, and A. F. Young, Phys. Rev. X 16, 011062 (2026). https://doi.org/10.1103/fwjg-mx9h
S. G. Schellingerhout, E. J. de Jong, M. Gomanko et al, Mater. Quantum Technol. 2, 015001 (2022). https://doi.org/10.1088/2633-4356/ac4fba
M. Gomanko, E. J. de Jong, Y. Jiang et al, SciPost Phys. 13, 089 (2022). https://doi.org/10.21468/SciPostPhys.13.4.089
W. G. van der Wiel, S. De Franceschi, J. M. Elzerman, T. Fujisawa, S. Tarucha, and L. P. Kouwenhoven, Rev. Mod. Phys. 75, 1 (2002). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.75.1
A. V. Danilov, D. S. Golubev, and S. E. Kubatkin, Phys. Rev. B 65, 125312 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.125312
C. Barthel, M. Kjaergaard, J. Medford, M. Stopa, C. M. Marcus, M. P. Hanson, and A. C. Gossard, Phys. Rev. B 81, 161308 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.161308
W. Yang, D. Perconte, C. Déprez, K. Watanabe, T. Taniguchi, S. Dumont, E. Wagner, F. Gay, I. Safi, H. Sellier, and B. Sacépé, Nat. Commun. 15, 10064 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54211-3
