硅纳米晶体管中P型供体分子促成的量子库仑阻塞现象观测
基于硅技术开发的多施主架构在室温量子比特及其他单电子隧穿(SET)功能器件方面具有重要潜力。然而在该架构中,多个施主波函数的重叠会形成具有离散能级的复杂内部电子构型。探测这些表现为多重电导峰的离散态,对于理解施主间耦合及实现相干电子转移所需的交换作用至关重要。本研究工作中,研究人员通过实验观测到多施主分子中电子的逐级填充现象,并对清晰持续的量子库仑阻塞(QCB)效应进行了基础性分析。值得注意的是,分子轨道的基本物理特性——即能量升高会导致相应轨道空间扩展范围增大——通过充电能量的系统性递减得到了印证。通过基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理模拟,研究人员进一步证实了由单个施主轨道杂化形成的分子能级结构。此外,基于正统库仑阻塞理论的蒙特卡洛模拟也支持实验观测到的QCB特征。
