Energieniveaus von Few-Electron-Quantenpunkten, die mit Rasterkraftmikroskopie abgebildet und charakterisiert wurden

Eine starke Einschränkung von Ladungen in Few-Electron-Systemen wie in Atomen, Molekülen und Quantenpunkten führt zu einem Spektrum diskreter Energieniveaus, die häufig von mehreren entarteten Zuständen geteilt werden. Da die elektronische Struktur der Schlüssel zum Verständnis ihrer chemischen Eigenschaften ist, sind Methoden, die diese Energieniveaus in situ untersuchen, wichtig. Wir zeigen, wie die Detektion der elektrostatischen Kraft mit Rasterkraftmikroskopie die elektronische Struktur einzelner und gekoppelt selbstassemblierter Quantenpunkte offenbart. Ein Elektronenzusatzspektrum ergibt sich aus einer Änderung der Resonanzfrequenz des Cantilevers und der Dissipation, wenn ein Elektron auf einen Punkt tunnelt oder von ihm augenscheinlich abtunnelt. Die Spektren zeigen klare Niveaueigentümlichkeiten in isolierten Quantenpunkten, unterstützt durch die quantitative Messung der prognostizierten temperaturabhängigen Verschiebungen der Coulomb-Blockade-Spitzen. Das Abtasten der Oberfläche zeigt, dass mehrere Quantenpunkte auf dem, was topographisch nur einer zu sein scheint, residieren können. Relative Kopplungsstärken können aus diesen Bildern gruppierter gekoppelter Punkte geschätzt werden.