尹柱财，李 健，朱家骥

(重庆邮电大学 理学院，重庆 400065)

0 引 言

随着现代半导体工艺的发展，人工制备量子限制结构的技术逐渐成熟。半导体量子点作为一种零维的纳米结构，在过去的三十多年里受到了人们的广泛关注[1-4]。具有零维特性的量子点常被称为人工原子，量子点中电子的运动在3个方向受到限制，当特征尺寸与电子的费米波长可比拟时，人们可以利用多种调节手段对量子点系统的光学性质、输运性质和磁性进行调控。这使得量子点不仅是基础研究的重要对象——可以利用量子点实现普通原子所无法或不易实现的物理现象，同时也是各种应用技术的平台——诸如实现半导体自旋电子学器件、量子计算机基础元件以及光电器件等。[5-7]

由于量子点具有库仑阻塞特性，人们可以很方便地将1个或2个电子限制在单量子点或双量子点中。电子的自旋可以视为量子比特，只要能够发展有效调控量子点自旋或磁性的手段，并保持电子自旋的相干特性，就能够实现自旋电子学或量子计算的应用。人们已经在常规半导体量子点上通过实验实现了对自旋或磁性的电场、磁场或者磁掺杂调控[8-16]。

与常规半导体量子点相比，拓扑绝缘体量子点在其导带与价带带隙之间的量子态成环形分布在量子点的边界处。这些环形边缘态能量是等间隔分布的，能量间隔仅依赖于量子点的周长。量子点中的环形边缘态是自旋极化的并且具有自旋轨道锁定的特性，边缘态之间禁止光学跃迁，从而导致光学暗态的出现。……