34、新型系统中量子环的电子、磁性和光学特性及自旋干涉效应

新型系统中量子环的电子、磁性和光学特性及自旋干涉效应

新型系统中量子环的多方面特性

近年来，众多具有特殊电子性质的新型系统不断涌现，量子环（QR）结构在其中展现出了许多引人入胜的物理现象。

1. 少数电子半导体量子环与马约拉纳费米子
   • 研究了具有强自旋 - 轨道相互作用（SOI）且与 s 波超导体近邻耦合的少数电子半导体量子环的电子态。发现该量子环系统中可能存在拓扑超导相和受限的马约拉纳费米子（MFs）。
   • 在特定的磁场和化学势范围内，偶数和奇数电子数系统基态能量之差接近零且呈振荡行为，这一效应并非特定环参数所特有。
   • 通过 MF 概率分布可知，MFs 位于量子环长轴的两侧，并且可以通过选择椭圆势垒的伸长方向和偏心率从外部控制 MF 限制的位置和范围。因此，在很多方面，少数电子量子环比量子线或量子点更适合定位难以捉摸的 MFs。
2. ZnO 量子环和点 - 环系统
   • 考虑了在施加磁场的情况下，含少数相互作用电子的 ZnO 量子环和点 - 环系统的电子态和光学跃迁。ZnO 系统的两大主要特性——强塞曼相互作用和强电子 - 电子库仑相互作用，对电子态以及环的光学性质产生了深远影响。
   • ZnO 量子环中的阿哈罗诺夫 - 玻姆（AB）效应强烈依赖于电子数。在 ZnO 点 - 环系统（QDR）中，其能谱和 AB 振荡也强烈依赖于点或环中的电子数。所以，即使限制势、点 - 环尺寸或磁场发生微小变化，也会极大地改变该系统的能谱和 AB 振荡行为，进而能够高