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二维HgTe中磁场下的受限电子态：量子点与量子环行为对比

DOI：10.1103/PhysRevB.100.125304 期刊：Physical Review B 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 我们研究了在垂直磁场作用下，方形和六边形二维（2D）HgTe量子点与量子环中的电子态及光学吸收特性。采用sp3d5s*紧束缚方法并基于最近邻近似对电子结构进行建模。能谱中同时出现了类体态和边缘态。量子环中的类体态在磁场下呈现阿哈罗诺夫-玻姆振荡，而量子点中未发现此类振荡，这归因于两种体系拓扑结构的差异。当磁场变化时，方形量子点中的所有边缘态均表现为由几乎完全平坦能级组成的准能带；而量子环中的部分边缘态会随磁场振荡。但六边形量子点中的边缘态则像量子环中一样呈现局域化特征。所有结构的吸收光谱均由大量吸收线构成，即使线宽很小时这些谱线仍存在显著重叠。红外波段的吸收线源自边缘态之间的跃迁。研究表明，磁场可有效调控HgTe二维量子点与量子环体系的光学吸收特性。
作者： Du?an B. Topalovi?，Vladimir V. Arsoski，Milan ?. Tadi?，Fran?ois M. Peeters
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研究概述 实验方案

研究目的

研究垂直磁场下二维HgTe量子点与量子环中的电子态及光学吸收特性。

研究成果

研究表明，在垂直磁场作用下，二维HgTe量子点与量子环中的电子态呈现独特行为——量子环中会出现阿哈罗诺夫-玻姆振荡，量子点中则形成准能带。系统的拓扑特性及边缘态的存在对光学吸收谱产生显著影响。磁场可有效调控这些体系的光学性质，表明其在光电子学领域具有潜在应用价值。

研究不足

该研究为理论性研究，基于建模分析，可能无法完全涵盖所有实验条件和变量变化。具体实验设置及材料参数未详细说明，这可能影响研究结果的适用性。

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