可调控的锗量子点维格纳分子
库仑相互作用与动能之间的相互影响构成了凝聚态物理中许多奇异物相的基础。在二维电子系统中,当库仑相互作用占据主导地位时,电子会凝聚成晶体态,即所谓的维格纳晶体。这种有序态在微观尺度下表现为由少数电子组成的维格纳分子。此前在量子点与摩尔超晶格系统中已有观测到维格纳分子的报道。该研究团队在此展示,在具有高度可调性的栅极定义锗量子点中可形成空穴型维格纳分子。通过调节量子点器件所施加的电压,研究人员能通过改变空穴占据数或量子点尺寸来精确调控空穴密度。当密度低于特定临界值时,库仑相互作用会将单个空穴局域化至有序晶格位点,从而形成维格纳分子。随着密度增加,可观测到维格纳分子向类费米液体粒子的熔化过程。在狭窄的有效密度范围内,还能形成一种表明有序结构与无序结构共存的中间构型。该工作为深入探索强关联物理的微观特性提供了新平台,并为在极具前景的自旋量子比特平台上开发维格纳分子在量子信息领域的应用开辟了新途径。