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Electronic and optical properties of semiconductor and graphene quantum dots

Frontiers of physics 2012年第3期7卷 328-352页

作者： Wei-dong Sheng Marek Korkusinski alev devrim güçlü Michal Zielinski Pawel Potasz Eugene S.Kadantsev Oleksandr Voznyy Pawel Hawrylak Institute of Microstructural Sciences National Research Council of CanadaOttawaCanada Department of Physics Fudan UniversityShanghai 200433China Institute of Physics Nicalaus Copernicus University TorunPoland Institute of Physics Wroclaw University of TechnologyWroclawPoland

Our recent work on the electronic and optical properties of semiconductor and graphene quan- tum dots is reviewed. For strained self-assembled InAs quantum dots on gaAs or InP substrate atomic positions and strain distribution are described using valence-force field approach and con- tinuous elasticity theory. The strain is coupled with the effective mass, k ~ p, effective bond-orbital and atomistic tight-binding models for the description of the conduction and valence band states. The single-particle states are used as input to the calculation of optical properties, with electron- electron interactions included via configuration interaction （CI） method. This methodology is used to describe multiexciton complexes in quantum dot lasers, and in particular the hidden symmetry as the underlying principle of multiexciton energy levels, manipulating emission from biexcitons for entangled photon pairs, and optical control and detection of electron spins using gates. The self-assembled quantum dots are compared with graphene quantum dots, one carbon atom-thick nanostructures. It is shown that the control of size, shape and character of the edge of graphene dots allows to manipulate simultaneously the electronic, optical, and magnetic properties in a single material system.

关键词： quantum dots electronic structure multiexciton graphene magnetism

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