單量子點的特性
單量子位元可作為的資訊載體（即量子位元），也可以用來當作量測元件（即Charge sensor）。
本文以閘極定義的量子點（Gate-based QD）作為介紹。
定義量子點
▲定義一個量子點，常見的方式由電極來建立勢壘\(V_b\)與位能井\(V_g\)。
勢壘的建立讓載子在位能井中產生量子能階，而閘極\(V_g\)控制位能井的深淺，調控能階的高低。這樣就定義一個獨立的量子點。
Ref:作者繪製
量子點的量測
在材料中定義量子點後，可以利用電性量測來測量量子點的狀態。
▲量測電性就需要在兩側施加偏壓（S:Source, D:Drain），偏壓會驅動載子移動產生電流，透過量測電流的大小，來判斷量子點的能階狀態。
如果量子點能階沒有落在偏壓區間內，載子無法移動，就不會有電流。可以透過閘極\(V_g\)調控讓能階落在偏壓的區間，載子可以通過，即產生電流。
Ref:作者繪製
電子顯微鏡下單量子點的形貌
▲一個單量子點在電子顯微鏡下，使用六個電極進行實驗，其中比較細的電極LB、RB、PG、RG定義量子點的局限與位能井深淺，
可由圖(d)等高線模擬圖看出中間區域形成一個量子點。兩側比較粗的電極用來施加偏壓、量測電流。
A gate defined quantum dot on the twodimensional transition metal dichalcogenide semiconductor WSe2
DOI: 10.1039/c5nr04961j
動畫模擬
再接著講單量子點的量測前，讀者們可以先透過下面動畫，透過滑桿調控偏壓\(V_s-V_d\)、閘極\(V_g\)來觀察電流的形成與否。 這邊亦加入磁場\(B\)可以觀察能級分裂。
滑動滑桿
量測能階與Coulomb diamonds
這邊將介紹半導體量子位元中極重要的Coulomb diamonds量測。
王培儒