本專利申請要求享有2014年1月31日提交的美國臨時專利申請序列號61/934,532的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該美國臨時專利申請通過引用的方式整體納入本文。

政府權(quán)利

本發(fā)明是在由國家科學(xué)基金會(National Science Foundation)授予的批準(zhǔn)號0832819的政府支持下做出的。政府享有本發(fā)明中的一些權(quán)利。

背景技術(shù)：

聲子(phonon)——彈性結(jié)構(gòu)的量子化振動——滲透現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)晶部件，且是被稱為“聲子學(xué)”的新興研究領(lǐng)域的核心。與熱損失能量和噪聲相關(guān)聯(lián)，在日常生活中使用的許多電子器件中同樣遇到聲子。聲子被認(rèn)為支配在量子水平上的基本現(xiàn)象，諸如，納米結(jié)構(gòu)中對超導(dǎo)電性的弛豫動力。在固態(tài)量子技術(shù)的發(fā)展中，主要考慮聲子它們施加的限制。

附圖說明

附圖中的許多附圖例示了在本文中呈現(xiàn)的主題的實施方案。附圖被提供以允許本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解在本文中公開的構(gòu)思，且因此不能夠被認(rèn)為限制公開的主題的范圍。

圖1示出了用于一對零維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖的一個實施例。

圖2示出了一個被配置成控制聲子的生成或消滅的器件的一個實施例的方塊圖。

圖3示出了一個被配置成控制聲子的生成或消滅的肖特基二極管的一個實施例。

圖4A、圖4B和圖4C示出了一個介質(zhì)和零維結(jié)構(gòu)對的能級帶圖的多個實施例。

圖5示出了用于一個中性激子的能量相對于電場的線狀圖表的一個實施例。

圖6示出了一個介質(zhì)和量子點對的狀態(tài)圖的一個實施例。

圖7示出了包括一對零維結(jié)構(gòu)的聲子晶體管的一個實施例。

圖8示出了圖7的晶體管的漏極處的聲子強度相對于該晶體管的柵極處的電壓的散點圖和線狀圖表的一個實施例。

圖9A和圖9B示出了圖7的晶體管的漏極處的聲子強度相對于該晶體管的柵極處的電壓的多個散點圖。

圖10示出了用于制作聲子控制機構(gòu)的技術(shù)的一個實施例的流程圖。

圖11示出了一個應(yīng)變或運動傳感器的一個實施例的方塊圖。

具體實施方式

下面的描述包括體現(xiàn)本文中描述的主題的多個方面的例示性設(shè)備、系統(tǒng)、方法和技術(shù)。在下面的描述中，出于解釋的目的，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以提供對該主題的多個實施方案的理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員明顯的是，在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的至少一些的情況下，也可以實踐該主題的實施方案。

此公開內(nèi)容總體涉及聲子控制領(lǐng)域，且更具體地，涉及與用于聲子的控制機構(gòu)相關(guān)的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。

無所不在的電子-聲子相互作用和聲子的顯著耗散性質(zhì)是由低維固態(tài)結(jié)構(gòu)(諸如，像量子點(QD)的零維結(jié)構(gòu))作為宿主的類原子量子態(tài)的退相干的主要來源。相反，在本文中討論了可以使聲子非耗散或相干的條件。結(jié)果是獲得可以控制聲子的多種控制機構(gòu)(例如，場效應(yīng)晶體管)(“聲子FET”)。所述聲子FET可以單獨地或組合地被實施在常規(guī)集成電路器件構(gòu)架中。

在本文中討論的是一種可以控制聲子的生成或流動的工具。類似于場效應(yīng)晶體管(FET)控制電子或電力的流動(“電FET”)，在本文中討論的設(shè)備和系統(tǒng)可以經(jīng)由利用電勢或電偏壓(例如，電壓)產(chǎn)生的電場來控制傳導(dǎo)熱(聲子)的流動。聲子FET的物理結(jié)構(gòu)可以包括嵌入常規(guī)半導(dǎo)體材料或器件(例如，肖特基二極管、電容器、PIN二極管或其他半導(dǎo)體技術(shù))中的一對量子點。在本文中描述了肖特基二極管和簡單的類似電容器的結(jié)構(gòu)(參見圖2)，然而，本公開內(nèi)容可以被用在多種半導(dǎo)體器件和其他電氣或電子器件中?？梢允┘与娖珘阂詣?chuàng)建沿著或大體上平行于經(jīng)過或連接所述點對的軸線的電場。聲子可以在兩個路徑上通過該對量子點，從而諸如導(dǎo)致在每個路徑上的聲子之間的干涉。取決于施加的電偏壓，此干涉可以是建設(shè)性的(啟動聲子流動或聲子流動被增強)或破壞性的(聲子流動被抑制或被阻擋)。此結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行基于施加的電偏壓(即，通過施加電偏壓產(chǎn)生的電場)的聲子開關(guān)的功能。支配聲子相互作用的基本原理是創(chuàng)建共振極化子的Fano型量子干涉，該共振極化子在此情況下是分子極化子。

聲子FET的一個優(yōu)點可以包括能量效率提高。聲子FET的另一個優(yōu)勢可以包括利用聲子而不是讓它作為熱浪費的能力，諸如，在常規(guī)集成電路或其他半導(dǎo)體技術(shù)中。例如，受控的聲子可以代表數(shù)據(jù)，其中聲子的存在與否指示一比特“1”或“0”，以便執(zhí)行與目前的電子系統(tǒng)中的電子的功能相類似的功能，因此取代電子或補充由電子提供的信息。

聲子控制機構(gòu)(例如，聲子FET)可以被用來控制聲子熱的流動以便提高熱被耗散或被增加的效率或更精確地引導(dǎo)熱的流動。所述聲子控制機構(gòu)可以被用作光子邏輯(基于光的，例如光纖)、電子邏輯(基于電子的邏輯)、聲子邏輯(基于聲子的邏輯)或自旋電子學(xué)(基于自旋的邏輯)之間的接口。所述聲子控制機構(gòu)可以被用在量子信息技術(shù)中(例如，用于揭示量子結(jié)構(gòu)之間的相干耦合)。所述聲子控制機構(gòu)可以被用作信息系統(tǒng)(例如，基于固態(tài)的信息系統(tǒng))或處理技術(shù)中的邏輯元件，諸如，通過將所述聲子控制機構(gòu)用作邏輯開關(guān)。所述聲子控制機構(gòu)可以降低由聲子造成的噪聲且可以被用在一個應(yīng)用中利用其噪聲降低能力，諸如，在傳感器或檢測器技術(shù)中(例如，光或太赫茲輻射檢測器)。所述聲子控制機構(gòu)的又一個應(yīng)用是在太陽能技術(shù)領(lǐng)域，在該領(lǐng)域中，有利的是光吸收高并且熱發(fā)射減少，諸如，可以通過所述聲子控制機構(gòu)來提供。所述聲子控制機構(gòu)可以被用在應(yīng)變或運動傳感器中，諸如在本文中更詳細(xì)地討論的。

現(xiàn)在將參考圖描述可以包括聲子控制機構(gòu)的設(shè)備、系統(tǒng)和技術(shù)(例如，方法)的另一些細(xì)節(jié)。

圖1示出了聲子的狀態(tài)圖100的方塊圖。聲子可以開始于介質(zhì)(例如，固體、液體或氣體)中，該介質(zhì)是初始狀態(tài)102。，該介質(zhì)可以從初始狀態(tài)102經(jīng)過離散狀態(tài)104或連續(xù)狀態(tài)106轉(zhuǎn)換到最終狀態(tài)108。

某個機構(gòu)(該機構(gòu)未被示出在圖1中)可以生成導(dǎo)致在處于初始狀態(tài)102的器件的半導(dǎo)體或電介質(zhì)材料中產(chǎn)生聲子的能量。在聲子已經(jīng)穿過該半導(dǎo)體或電介質(zhì)材料的至少一部分之后，半導(dǎo)體或電介質(zhì)材料可以處于最終狀態(tài)108。

如果該介質(zhì)提供兩個不能區(qū)分的路徑(例如，一個路徑經(jīng)過離散狀態(tài)104和另一個路徑經(jīng)過連續(xù)狀態(tài)106)，則可以發(fā)生干涉。此干涉可以是建設(shè)性的，意味著可以生成(例如，并且發(fā)射)聲子并且達到最終狀態(tài)108；或者此干涉可以是破壞性的，意味著沒有再次生成或釋放聲子且未達到最終狀態(tài)108。離散狀態(tài)104和連續(xù)狀態(tài)106可以被耦合(例如，以相互共振的方式)，諸如通過耦合110。類似于雙縫實驗，提供這樣的不能區(qū)分的路徑的介質(zhì)會造成“哪個路徑”問題，且會導(dǎo)致Fano型量子干涉(即，F(xiàn)ano效應(yīng))。通過用選通機構(gòu)(例如，電場)來控制聲子的干涉，可以創(chuàng)建聲子晶體管。

圖2示出了一個被配置成包括聲子控制機構(gòu)的器件200的一個實施例。器件200可以包括嵌入半導(dǎo)體材料212(例如，固態(tài)材料)或其他導(dǎo)電或電絕緣材料中的兩個或更多個零維結(jié)構(gòu)210A和210B。器件200可以包括一個源極引線元件224和一個漏極引線元件226。器件200可以基本上是一個電容器，其中一些電介質(zhì)或半導(dǎo)體材料212夾在該電容器的板之間(在此情況下，觸點(contact)216A和216B提供該電容器的板)。半導(dǎo)體材料212也可以是允許在其中生成電場的電介質(zhì)材料，或在存在電場的情況下包括一個帶隙的材料，在該電場中可以達到該帶隙的不同狀態(tài)。

器件200可以包括一個選通機構(gòu)，通過該選通機構(gòu)，電偏壓可以被施加到半導(dǎo)體材料212。圖2中示出的選通機構(gòu)包括分別耦合至一個或多個導(dǎo)電輸入/輸出(I/O)焊盤241A和214B的兩個導(dǎo)電觸點216A和216B。圖2示出了分別通過導(dǎo)電互連件218A-218B耦合至焊盤214A-B的觸點216A-216B。在一個或多個實施方案中，電勢偏壓可以被直接施加到觸點216A-B而不是將偏壓施加到I/O焊盤214A-B或互連件218A-B。

零維結(jié)構(gòu)210A-B可以包括一個量子點或一個氮空位(NV)中心。該量子點可以包括與半導(dǎo)體材料212類似或相同的材料。在零維結(jié)構(gòu)210A-B包括一個NV中心的實施方案中，半導(dǎo)體材料212可以是金剛石。量子點可以是大約數(shù)十納米或更小的量級。量子點是一個具有限制在全部三個空間維度(即，長度、寬度和高度)的零個或多個電荷的半導(dǎo)體，與電荷的波函數(shù)/德布羅意波長的延伸部分相當(dāng)，因此，該量子點是零維結(jié)構(gòu)。量子點是納米晶體，通常包括一種半導(dǎo)體材料。量子點被配置成表現(xiàn)出量子力學(xué)特性。

零維結(jié)構(gòu)210A-B可以是類原子結(jié)構(gòu)。零維結(jié)構(gòu)210A-B可以至少部分地嵌入半導(dǎo)體材料212中以便提供形成諸如參考圖1描述的針對聲子的哪個路徑的問題的可能性。零維結(jié)構(gòu)210A-B可以代表聲子生成、發(fā)射或毀滅可發(fā)生經(jīng)過的可能路徑。半導(dǎo)體材料212與零維結(jié)構(gòu)210A一起可以提供連續(xù)狀態(tài)106，并且另一個零維結(jié)構(gòu)210B可以提供離散狀態(tài)104。在一個或多個實施方案中，零維結(jié)構(gòu)210A單獨可以提供連續(xù)狀態(tài)106且另一個零維結(jié)構(gòu)210B可以提供離散狀態(tài)104。

零維結(jié)構(gòu)210A-B可以被間隔開大約一到一百納米。在一個或多個實施方案中，零維結(jié)構(gòu)210A-B之間的間隔可以是大約一到三十納米。零維結(jié)構(gòu)210A-B之間的間隔可以取決于制造零維結(jié)構(gòu)210A-B所使用的材料和零維結(jié)構(gòu)210A-B是并排的(例如，彼此水平相鄰)還是彼此疊置的(例如，彼此垂直相鄰)。如果零維結(jié)構(gòu)210A-B是并排的，則它們可以被間隔開更大距離。這至少部分地由于可以被用來將零維結(jié)構(gòu)210A-B放置在半導(dǎo)體材料212中的過程。在并排的配置中，可以使用位點受控的生長技術(shù)以高精確度放置零維結(jié)構(gòu)210A-B。

半導(dǎo)體材料212可以是包括正或負(fù)摻雜、未摻雜或本征硅、鍺、碳或其組合的半導(dǎo)體。半導(dǎo)體材料212可以包括一種包括半導(dǎo)體化合物的化合物，諸如砷化銦(包括銦和砷的化合物)、砷化鎵(包括鎵和砷的化合物)、硒化鎘、硒化鋅或其他化合物半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料212可以包括鎘、銦、鎵、氮、磷、銻、硒、碲、氧、硫、石墨烯、金剛石、玻璃、氧化物、氯、鈦、鉛、錳、鎳、鐵、鉻、硅、銀、鉑、碘、鉈、溴或其組合。半導(dǎo)體材料212可以包括其他半導(dǎo)體材料，諸如，包括多種所討論的添加物的金屬化合物。注意到，絕緣體(例如，電介質(zhì))——諸如玻璃、氧化物或金剛石——可以被用來代替半導(dǎo)體材料212或與半導(dǎo)體材料212共同使用。

觸點216A-B、互連件218A-B或I/O焊盤214A-B可以包括一種材料，諸如金屬、半導(dǎo)體或其他導(dǎo)電材料。

不同的電勢可以被供應(yīng)到觸點216A-B(例如，直接供應(yīng)到觸點216A-B或間接供應(yīng)到觸點216A-B，諸如通過I/O焊盤214A-B或互連件218A-B間接供應(yīng)到觸點216A-B)，諸如以在零維結(jié)構(gòu)210A-B兩端提供電勢。通過不同的供應(yīng)電勢產(chǎn)生的電場的電場線222可以大體上平行于零維結(jié)構(gòu)210A-B經(jīng)過的軸線220。電場線222可以與軸線220同軸。注意到，圖2描繪了與軸線220平行且不同軸的電場線222。施加到觸點216的電偏壓可以提供一個可以阻止、促進或抑制聲子生成、耗散或輸送的選通機構(gòu)。通過改變施加到觸點216A-B的電偏壓，可以實現(xiàn)建設(shè)性干涉或破壞性干涉。例如，當(dāng)?shù)谝浑妷罕皇┘拥接|點216A-B時，可以在零維結(jié)構(gòu)210A-B的量子狀態(tài)之間形成建設(shè)性干涉且可以產(chǎn)生聲子。當(dāng)不同的第二電壓被施加到觸點216A-B時，可以在零維結(jié)構(gòu)210A-B的量子狀態(tài)之間形成破壞性干涉且可以防止產(chǎn)生、耗散或傳送聲子。

引線元件224可以包括聲子輸送(例如，熱)元件、光子輸送(例如，光學(xué))元件、電子電荷輸送元件或自旋電子輸送元件。引線元件224可以被配置成將激發(fā)能量輸送到半導(dǎo)體材料212。引線元件226可以包括一個聲子輸送元件、一個光子輸送元件、一個電子電荷輸送元件或一個自旋電子輸送元件。引線元件226可以被配置成將能量輸送遠(yuǎn)離半導(dǎo)體材料212。

圖3示出了具有一對量子點的肖特基二極管300的一個實施例，該對量子點包括嵌入該肖特基二極管中的量子點材料302A和302B(例如，零維結(jié)構(gòu))。注意到，圖3是意在例示可以以如先前描述的類似電容器的多種器件或結(jié)構(gòu)實施類似電容器的器件的圖2的器件200的具體實施方式。肖特基二極管300可以是具有不同半導(dǎo)體層和一個或多個觸點216A-B的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。肖特基二極管300的第一觸點216A(例如，鋁314或鈦312)可以被制造有穿過其的一個或多個孔316(例如，透明的或半透明的孔)?？讖?16可以提供一個到肖特基二極管300的量子點(例如，量子點對)或其它部分的光學(xué)通路，諸如以將激發(fā)能量提供到肖特基二極管300。雖然圖3僅示出了一個孔316，但是可以形成穿過鋁314層或鈦312層的其他孔。在包括高分辨率制造技術(shù)的一個或多個實施方案中，諸如，在包括掃描近場光學(xué)顯微術(shù)(SNOM)或在光子波導(dǎo)或腔中包括視覺受控生長的零維結(jié)構(gòu)的實施方案中，孔316對于提供激發(fā)能量或消除聲子可能是不必要的(參見圖7的討論和孔316可以如何充當(dāng)引線元件224或226)。

肖特基二極管300可以包括襯底306。本征砷化鎵層304A、304B、304C和304D可以位于襯底306之上。本征砷化鎵層304A-D可以由量子點材料302A-B或砷化鋁鎵層307間隔開。肖特基二極管300可以包括位于本征砷化鎵層304A-D之上的鈦層312或一個或多個鋁層314。鋁314或鈦312可以形成觸點216A-B，通過觸點216A-B，電偏壓可以被施加到肖特基二極管300。襯底306可以被耦合到一個電勢(諸如，接地)，以便在鋁314和襯底306之間提供電勢差。襯底306可以充當(dāng)電觸點216A-B。該電勢差可以導(dǎo)致量子點材料302A-B的一部分的量子狀態(tài)耦合或共振。

量子點材料302A-B可以是小于十納米厚的量級。在一個或多個實施方案中，量子點材料302A-B可以是大約兩(2)到三(3)納米厚。在一個或多個實施方案中，量子點材料302A和302B可以被隔開大約四納米。如在本文中討論的，只要量子點材料302A-B保持零維，量子點材料302A-B的厚度可以大于三納米。量子點材料302A-B之間的間隔可以大于或小于四納米，如先前討論的關(guān)于零維結(jié)構(gòu)210A-B之間的間隔距離。

如果反相偏壓(即，被配置成使半導(dǎo)體材料的能帶的耗盡區(qū)增大的電壓)被施加到肖特基二極管300，則鋁314和鈦312可以作為電容器的第一板，摻雜砷化鎵308可以作為電容器的第二板，且可以產(chǎn)生橫跨它們之間的區(qū)域的電場。該電場可以使包括量子點材料302A的量子點的量子狀態(tài)與包括量子材料302B的量子點和半導(dǎo)體材料的其他層(例如，本征砷化鎵304A-D、砷化鋁鎵307或摻雜砷化鎵308)的組合的量子狀態(tài)耦合。

圖4A、圖4B和圖4C分別示出了介質(zhì)和量子點對(諸如，半導(dǎo)體材料212和零維結(jié)構(gòu)210A-B)的能級帶圖400A、400B和400C的多個實施例。能級帶圖400A、400B和400C包括導(dǎo)帶邊緣404和價帶邊緣406。能級帶圖400A包括電子狀態(tài)408A、408B、408C和408D以及包括聲子且是虛線的狀態(tài)410(例如，聲子被結(jié)合至一個或多個電荷(諸如，電子或空穴)的狀態(tài))。由施加到結(jié)構(gòu)200的偏壓導(dǎo)致的電場可以提升或降低觸點216B上的電勢，且可以保持觸點216A上的電勢固定(例如，接地或在某個其他電勢處)。電勢差可以導(dǎo)致價帶邊緣406和導(dǎo)帶邊緣404歪斜，諸如圖4A-C中示出的。該歪斜可以允許零維結(jié)構(gòu)210A的離散能級相對于零維結(jié)構(gòu)210B的能級偏移。導(dǎo)帶邊緣404更接近價帶邊緣406的兩個區(qū)域是電場分別與零維結(jié)構(gòu)210A-B相互作用的位置。

在零維結(jié)構(gòu)210A-B的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換412A、412B或412C可以在能量被提供到零維結(jié)構(gòu)210A-B時發(fā)生。轉(zhuǎn)換412A指示從零維結(jié)構(gòu)210B的價帶能級中的一個狀態(tài)到零維結(jié)構(gòu)210A的導(dǎo)帶能級中的一個狀態(tài)的改變。轉(zhuǎn)換412B指示零維結(jié)構(gòu)210A-B之間的電子或空穴隧道效應(yīng)。在此轉(zhuǎn)換412B中可以產(chǎn)生聲子。轉(zhuǎn)換412C指示在可以包括聲子的狀態(tài)410下從零維結(jié)構(gòu)210A的價帶能級到導(dǎo)帶能級的改變。在狀態(tài)410下，在零維結(jié)構(gòu)210A-B之間可以發(fā)生隧道效應(yīng)。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于全部電子都處于價帶406中且沒有電子處于導(dǎo)帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)410時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如由轉(zhuǎn)換412A示出)時，可以進入離散狀態(tài)106。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到408E或當(dāng)一個電子從狀態(tài)410轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過發(fā)射或釋放一個聲子)時，可以進入最終狀態(tài)108。狀態(tài)408B-C可以是在不同能量處的、針對狀態(tài)408A的替代狀態(tài)。通過將不同的電勢施加到相應(yīng)器件的觸點216A-B可以進入這些狀態(tài)408B-C。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以包括空的零維結(jié)構(gòu)212A-B(在零維結(jié)構(gòu)212A-B中既沒有空穴也沒有電子)，連續(xù)狀態(tài)106可以包括處于極化子狀態(tài)(|X₀,Ω＞)中的零維結(jié)構(gòu)212A-B，離散狀態(tài)104可以包括一個中間零維結(jié)構(gòu)212-A-B激子狀態(tài)(一個空穴在一個零維結(jié)構(gòu)210B中且一個電子在另一個零維結(jié)構(gòu)210A中)，且最終狀態(tài)108可以包括一個零維結(jié)構(gòu)212A-B激子狀態(tài)和一個被釋放或未結(jié)合至零維結(jié)構(gòu)212A-B的聲子。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于一個或多個電子處于導(dǎo)帶404中且沒有空穴處于價帶406中的狀態(tài)。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)410時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過轉(zhuǎn)換412A示出)時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到408E或當(dāng)一個電子從狀態(tài)410轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過發(fā)射一個聲子)時，可以進入最終狀態(tài)108。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于一個或多個空穴處于價帶406中且沒有電子處于導(dǎo)帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)410時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過轉(zhuǎn)換412A示出)時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到408E或當(dāng)一個電子從狀態(tài)410轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過發(fā)射一個聲子)時，可以進入最終狀態(tài)108。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以包括一個帶電荷的零維結(jié)構(gòu)212A-B(例如，其中具有一個或多個空穴或電子的零維結(jié)構(gòu)212A-B)。連續(xù)狀態(tài)106可以包括一個處于極化子狀態(tài)(|Ch,Ω＞)中的零維結(jié)構(gòu)212A-B。離散狀態(tài)104可以包括一個中間零維結(jié)構(gòu)212-A-B電荷狀態(tài)(例如，空穴或電子中的一個在一個零維結(jié)構(gòu)210B中且剩余的空穴或電子(如果有的話)在另一個零維結(jié)構(gòu)210A中)。最終狀態(tài)108可以包括一個零維結(jié)構(gòu)212A-B電荷狀態(tài)和一個被釋放或未結(jié)合至零維結(jié)構(gòu)212A-B的聲子。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于零個或多個電子處于導(dǎo)帶406中且零個或更多空穴處于價帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408E轉(zhuǎn)換到狀態(tài)420(諸如通過結(jié)合一個聲子或與電場相互作用)時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408E轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408H(諸如通過轉(zhuǎn)換422A示出)或一個電子通過一個電引線直接被供應(yīng)到狀態(tài)408H時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個電子從狀態(tài)408H轉(zhuǎn)換到408E時或當(dāng)一個電子通過發(fā)射一個聲子從狀態(tài)420轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E時，可以進入最終狀態(tài)108。狀態(tài)408F-G可以是在不同能量處的、針對狀態(tài)408H的替代狀態(tài)。通過將不同的電勢施加到相應(yīng)器件的觸點216A-B可以進入這些狀態(tài)408F-G。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于零個或多個空穴處于價帶406中且零個或多個電子處于導(dǎo)帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個空穴通過結(jié)合一個聲子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)430時或當(dāng)通過一個引線供應(yīng)一個空穴時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個空穴從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408A(諸如通過轉(zhuǎn)換432A示出)或通過一個電引線將一個空穴直接供應(yīng)到狀態(tài)408A時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個空穴從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到408D或當(dāng)一個空穴從狀態(tài)420轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408D(諸如通過發(fā)射一個聲子)時，可以進入最終狀態(tài)108。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以包括零維結(jié)構(gòu)212A-B中的自旋(例如，零維結(jié)構(gòu)212A-B中的一個或多個自旋極化空穴或電子)。連續(xù)狀態(tài)106可以包括處于自旋極化的極化子狀態(tài)(|S,Ω＞)中的零維結(jié)構(gòu)212A-B。離散狀態(tài)104可以包括一個中間零維結(jié)構(gòu)212-A-B電荷狀態(tài)(例如，自旋極化的空穴或電子中的一個在一個零維結(jié)構(gòu)210B中且剩余的空穴或電子(如果有的話)在另一個零維結(jié)構(gòu)210A中)。最終狀態(tài)108可以包括一個零維結(jié)構(gòu)212A-B自旋狀態(tài)和一個被釋放或未結(jié)合至零維結(jié)構(gòu)212A-B的聲子。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于零個或多個自旋極化電子處于導(dǎo)帶406中且零個或多個空穴處于價帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個自旋極化電子通過結(jié)合一個聲子從狀態(tài)408E轉(zhuǎn)換到狀態(tài)420時或當(dāng)能量由一個自旋電子引線(例如，引線元件224)供應(yīng)時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個自旋極化電子從狀態(tài)408E轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408H(諸如通過轉(zhuǎn)換422A示出)或一個自旋極化電子由一個自旋電子引線(例如，自旋注入器)供應(yīng)時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個自旋極化電子從狀態(tài)408H轉(zhuǎn)換到408E或當(dāng)一個電子從狀態(tài)420轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408E(諸如通過發(fā)射一個聲子)時，可以進入最終狀態(tài)108。狀態(tài)408F-G可以是在不同能量處的、針對狀態(tài)408H的替代狀態(tài)。通過將不同的電勢施加到相應(yīng)器件的觸點216A-B可以進入這些狀態(tài)408F-G。

在一個或多個實施方案中，初始狀態(tài)102可以對應(yīng)于零個或多個自旋極化空穴處于價帶406中且零個或多個電子處于導(dǎo)帶404中的狀態(tài)。當(dāng)一個自旋極化空穴通過結(jié)合一個聲子從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)430或通過一個自旋電子引線將一個自旋極化空穴直接供應(yīng)到狀態(tài)430時，可以進入連續(xù)狀態(tài)106。當(dāng)一個自旋極化空穴從狀態(tài)408D轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408A(諸如通過轉(zhuǎn)換432A示出)或通過一個自旋電子引線將一個自旋極化空穴直接供應(yīng)到狀態(tài)408A時，可以進入離散狀態(tài)104。當(dāng)一個空穴自旋從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到408D或當(dāng)一個自旋極化空穴通過發(fā)射一個聲子從狀態(tài)420轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408D時，可以進入最終狀態(tài)108。

如先前討論的，初始狀態(tài)102可以被繞開，諸如，通過引線元件224注入一個電子或空穴(例如，一個極化電子或空穴)。

圖5示出了針對中性激子(一個電子在導(dǎo)帶中且一個空穴在價帶中)的能量相對于電場的線狀圖表500的一個實施例。|X₀＞代表兩個電荷都在零維結(jié)構(gòu)210A中的基態(tài)激子。|iX₀＞和|iX₁＞分別代表空穴處于零維結(jié)構(gòu)210A價帶的基態(tài)受激能級或第一受激能級的激子狀態(tài)。|X₀,Ω＞代表在極化子連續(xù)中的一個狀態(tài)(例如，由聲子Ω和零維結(jié)構(gòu)210B的基態(tài)激子形成的微弱結(jié)合狀態(tài))。雖然本討論與光學(xué)聲子有關(guān)，但是也可以使用聲學(xué)聲子。使用電場，|iX₀＞和|iX₁＞狀態(tài)可以被調(diào)諧成與|X₀,Ω＞狀態(tài)共振(例如，耦合)。如果|iX₀＞或|iX₁＞被大體上耦合到|X₀,Ω＞，則可以形成哪個路徑問題。該耦合可以導(dǎo)致共振或分子極化子被形成。該耦合可以是由零維結(jié)構(gòu)210A-B之間的電荷的量子力學(xué)隧道效應(yīng)導(dǎo)致的。|X₀,Ω＞、|iX₀＞和|iX₁＞狀態(tài)可以由激發(fā)能量(諸如，電子激發(fā)能量、光學(xué)激發(fā)能量、聲學(xué)激發(fā)能量或聲子激發(fā)能量)誘發(fā)。|CGS＞指示晶體基態(tài)或未擾動的器件200狀態(tài)。

圖6示出了介質(zhì)和量子點(諸如，半導(dǎo)體材料212和零維結(jié)構(gòu)210A-B)的狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換圖600的一個實施例。零維結(jié)構(gòu)210A由每對方框的左邊的方框代表且零維結(jié)構(gòu)210B由每對方框的右邊的方框代表。方框中一個深色的點指示一個電子存在于相關(guān)聯(lián)的零維結(jié)構(gòu)210A-B中且一個淺色的點指示一個空穴存在于相關(guān)聯(lián)的零維結(jié)構(gòu)210A-B中。因此，左邊的方框中的一個深色的點指示電子存在于零維結(jié)構(gòu)210A中。

在代表結(jié)晶基態(tài)(|cgs＞)或初始狀態(tài)102的|i＞處，零維結(jié)構(gòu)210A-B既不會包括電子也不會包括空穴。在602A處，狀態(tài)可以從cgs轉(zhuǎn)換到狀態(tài)|d＞＝|iX_n＞(例如，離散狀態(tài)104)，其中n指示零維結(jié)構(gòu)210A-B的能帶級，狀態(tài)|d＞＝|iX_n>包括一個間接激子(電子和空穴在不同的零維結(jié)構(gòu)210A-B中)。602A處的轉(zhuǎn)換可以與轉(zhuǎn)換412A相同。在602B處，狀態(tài)可以從cgs狀態(tài)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)|c＞＝|X₀,Ω>(例如，連續(xù)狀態(tài)106)，狀態(tài)|c>＝|X₀,Ω>包括一個極化子(一個聲子和電子和空穴在相同的零維結(jié)構(gòu)210A-B中)。602B處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于轉(zhuǎn)換到零維結(jié)構(gòu)210A中的一個電荷(例如，電子或空穴)同時一個聲子被形成或被結(jié)合到該電荷。602C處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于當(dāng)一個聲子已經(jīng)被釋放或未結(jié)合時一個空穴轉(zhuǎn)換到零維結(jié)構(gòu)210A中。在602C處，會發(fā)生電子或空穴的隧道效應(yīng)。此隧道效應(yīng)指示通過狀態(tài)|iX_n>聲子可以被保留在該結(jié)構(gòu)中(例如，不被耗散或不被局部化)。在|X₀>處聲子可以被釋放或未結(jié)合。602C處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于轉(zhuǎn)換412B。在602D處，狀態(tài)可以從狀態(tài)|d>＝|iX_n>轉(zhuǎn)換到狀態(tài)|f>＝|X₀>(例如，最終狀態(tài)108)。602D處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于一個空穴從狀態(tài)408A轉(zhuǎn)換到狀態(tài)408D同時一個聲子被釋放或未結(jié)合。在602E處，狀態(tài)可以從狀態(tài)|c＞＝|X₀,Ω＞離散狀態(tài)104轉(zhuǎn)換到狀態(tài)|f＞＝|X₀＞。602E處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于被釋放或未結(jié)合的一個聲子從帶有零維結(jié)構(gòu)210A-B的狀態(tài)410到狀態(tài)408E。在602F處，狀態(tài)可以從|f＞＝|X₀＞轉(zhuǎn)換到|i＞＝|cgs＞。602F處的轉(zhuǎn)換可以對應(yīng)于從狀態(tài)408E到狀態(tài)408D的轉(zhuǎn)換。如在本文中使用的，“狀態(tài)”指的是具有或不具有半導(dǎo)體材料212的零維結(jié)構(gòu)210A-B的狀態(tài)。

在602F處，一個聲子可以被發(fā)射且零維結(jié)構(gòu)210A-B可以從狀態(tài)|f＞返回到CGS。對聲子發(fā)射的檢測可以提供驗證聲子生成或缺少聲子的手段。狀態(tài)|f＞可以是最終狀態(tài)108，狀態(tài)|i＞可以是初始狀態(tài)102，狀態(tài)|c＞可以是連續(xù)狀態(tài)106，且狀態(tài)|d＞可以是離散狀態(tài)104(參見圖1)。離散狀態(tài)104和連續(xù)狀態(tài)106之間的耦合110(例如，相干聲子)可以由602C處的隧道效應(yīng)提供。

圖7示出了聲子晶體管700的一個實施例。聲子晶體管700可以包括柵極702、源極704和漏極706。柵極702可以包括連續(xù)狀態(tài)和離散狀態(tài)(|c＞和|d＞)之間的耦合。

柵極702可以包括觸點216A-B，諸如以提供可以通過其向零維結(jié)構(gòu)210A-B提供電場的結(jié)構(gòu)。

源極704可以包括一個解耦合的離散或連續(xù)狀態(tài)。源極704可以包括一個耦合至半導(dǎo)體材料212的引線元件224。引線元件224可以被配置成提供激發(fā)能量，諸如來自用于向半導(dǎo)體材料212提供激發(fā)能量712的裝置。引線元件224可以是光學(xué)引線元件、聲學(xué)引線元件、電引線元件、自旋電子引線元件或聲子引線元件。引線元件224可以是光纖、光子波導(dǎo)、孔316、導(dǎo)電電線或其他聲子波導(dǎo)。引線元件224可以包括一個被配置成將熱能提供至半導(dǎo)體材料212的熱傳遞機構(gòu)。引線元件224可以被耦合到用于向半導(dǎo)體212提供激發(fā)能量712的裝置。用于提供激發(fā)能量712的裝置可以包括一個激光器或一個電源。用于提供激發(fā)能量712的裝置可以提供能量以使?fàn)顟B(tài)從初始狀態(tài)(|i>)轉(zhuǎn)換到被耦合或解耦合的離散狀態(tài)或連續(xù)狀態(tài)，諸如取決于什么偏壓被施加到柵極702以及在觸點216A和216B之間產(chǎn)生的電場。

漏極706可以包括零維結(jié)構(gòu)210A-B的最終狀態(tài)(|f>)。漏極706可以包括一個被配置成將聲子傳輸通過其的引線元件226。引線元件226可以是聲子波導(dǎo)，或者是光子波導(dǎo)、孔316、導(dǎo)電電線或自旋電子引線元件中的一個或多個的組合。通過施加到觸點216A-B的電偏壓或通過引線元件224提供的激發(fā)能量可以至少部分地確定通過引線元件226發(fā)射的聲子。

圖8示出了漏極706處的聲子強度相對于施加在柵極702處的電壓的散點圖和線狀圖表800的一個實施例。散點圖800示出了一個由虛線806以上和虛線802以下的空間指示的區(qū)域，在該區(qū)域，聲子生成可以被增強(例如，被增多)。虛線806以上的空間可以是可以產(chǎn)生零維結(jié)構(gòu)210A-B的量子狀態(tài)之間的建設(shè)性干涉的位置。散點圖800示出了一個由虛線806以下和虛線804以上的空間指示的區(qū)域，在該區(qū)域，聲子的產(chǎn)生可以被抑制(例如，被減少)。虛線806以下的空間可以是可以產(chǎn)生零維結(jié)構(gòu)210A-B的量子狀態(tài)之間的破壞性干涉的位置。聲子控制機構(gòu)(例如，聲子晶體管或聲子FET)的選通機構(gòu)可以幫助增強或抑制聲子的生成，諸如通過改變或控制柵極電壓或施加到觸點216A-B的電偏壓。散點圖800示出了一個由虛線806以上的空間指示的區(qū)域，在該區(qū)域，源極704產(chǎn)生或生成聲子，諸如，數(shù)目提高的或更大數(shù)目的聲子。

圖9A和圖9B示出了強度相對于柵極電壓的散點圖900A和900B。如可以看到的，通過改變源極704處的激發(fā)能量(諸如，圖9A中示出的)或激發(fā)功率密度(諸如，圖9B中示出的)或柵極702處柵極電壓，可以實現(xiàn)多種類似晶體管的開關(guān)特性。如在本文中使用的，“強度”可以是穿過相應(yīng)的聲子控制器件或機構(gòu)的漏極的聲子的數(shù)目。就此而言，高強度可以意味著大量的聲子被耗散或穿過漏極706(例如，引線元件226)。

圖10示出了用于制作聲子控制機構(gòu)的技術(shù)1000的一個實施例的流程圖。在1002處，一對量子點可以被安排在一個半導(dǎo)體內(nèi)。所述量子點可以被安排成使得所述一對量子點的量子狀態(tài)在存在電場的情況下共振。安排兩個量子點可以包括使第一量子點材料位于該半導(dǎo)體的一個襯底之上以便形成所述一對量子點的第一量子點且使第二量子點材料位于該第一量子點材料之上以便形成所述一對量子點的第二量子點。第一或第二量子點材料或本征材料可以包括與半導(dǎo)體材料212或添加物相同的材料。在1004處，一個聲子波導(dǎo)可以被耦合至該半導(dǎo)體。

技術(shù)1000可以包括將一個光學(xué)引線、電引線或聲子引線耦合至該半導(dǎo)體。該技術(shù)可以包括使一個本征材料層位于該襯底之上，其中第一量子點材料和第二量子點材料被該本征半導(dǎo)體材料層間隔開。該本征半導(dǎo)體材料可以使第一量子點材料和第二量子點材料間隔開不到一百納米。

圖11示出了使用聲子特性來確定襯底內(nèi)的應(yīng)變或運動的應(yīng)變或運動傳感器器件1100的一個實施例的方塊圖。由于與|iX>狀態(tài)的共振，晶格振動(由同心環(huán)1102代表)可以被相干地約束(tie)到零維結(jié)構(gòu)210A-B(由箭頭1104代表約束)?？紤]包括一個可以將激發(fā)能量從一個光源提供至零維結(jié)構(gòu)210A-B的源極引線元件224的控制機構(gòu)200。在未應(yīng)變的(例如，未擾動的)襯底中，分子極化子持續(xù)以未擾動存在達一定量的時間，也被稱為“相干時間”。相干時間越長，與分子極化子相互作用的襯底的體積越大或分子極化子感測的襯底的體積越大。襯底中的應(yīng)變改變由材料支持的聲子的頻譜，因此改變分子極化子且導(dǎo)致退相干或縮短的相干時間。通過增大光源的光學(xué)功率可以增加聲子的相干時間。

通過分析聲子誘發(fā)的透明度信號(例如，聲子的深度或譜寬，諸如圖8中示出的)可以看到此效應(yīng)。然后從該透明度信號導(dǎo)出襯底中的運動或應(yīng)變。襯底中的應(yīng)變可以是襯底中的缺陷、襯底的變形(例如，彎曲)的結(jié)果。該變形可以是加速度地心引力或在襯底的常規(guī)運動中導(dǎo)致的。因此，在本文中討論的聲子控制機構(gòu)可以用在加速計、重力梯度儀、功率傳感器、應(yīng)變儀或其他應(yīng)變或運動裝置中。

附加說明和實施例

通過一個或多個示例實施方案可以理解本公開內(nèi)容的一個或多個方面。

實施例1可以包括或使用主題(諸如，一種包括被配置成執(zhí)行動作的處理器的設(shè)備、一種方法、一種用于執(zhí)行動作的裝置，或一種包括指令的設(shè)備可讀存儲器，當(dāng)通過設(shè)備執(zhí)行所述指令時，所述指令可以使得該設(shè)備執(zhí)行動作)，諸如可以包括或使用：多個電觸點；兩個量子點，所述兩個量子點被嵌入半導(dǎo)體中，使得當(dāng)電偏壓被施加到所述電觸點時，該電偏壓產(chǎn)生的電場大體上平行于經(jīng)過所述兩個量子點的軸線；以及一個聲子波導(dǎo)，該聲子波導(dǎo)被耦合至該半導(dǎo)體，該聲子波導(dǎo)被配置成通過其輸送聲子。

實施例2可以包括或使用，或可以可選地與實施例1的主題結(jié)合，以包括或使用一個被配置成向該半導(dǎo)體提供激發(fā)能量的引線，其中該引線是光學(xué)引線、電引線或聲子引線。

實施例3可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-2中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中該電場的一個電場線與經(jīng)過所述兩個量子點的軸線同軸。

實施例4可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-3中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中該聲子在該電場存在的情況下是相干的且非耗散的。

實施例5可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-4中的至少一個的主題結(jié)合，其中取決于該電場的存在與否，該聲子是相干的且非耗散的。

實施例6可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-5中的至少一個的主題結(jié)合，其中根據(jù)施加的電場該聲子被局部化在所述兩個量子點中的一個量子點中。

實施例7可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-6中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中所述兩個量子點被間隔開以便在該電場存在的情況下形成一個極化子或一個間接激子。

實施例8可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-7中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中所述兩個量子點包括第一量子點和第二量子點，其中該第一量子點和該半導(dǎo)體提供一個連續(xù)狀態(tài)，其中該第二量子點提供一個離散狀態(tài)，其中當(dāng)該電偏壓被施加到所述電觸點時，該連續(xù)狀態(tài)和該離散狀態(tài)被耦合，且其中該電偏壓為該耦合提供一個選通機構(gòu)，使得當(dāng)該電偏壓包括第一電勢時，該電場抑制聲子的生成或傳輸，且當(dāng)該電偏壓包括不同于該第一電勢的第二電勢時，該電場促進聲子的生成或傳輸。

實施例9可以包括或使用，或可以可選地與實施例1-8中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中由該電場來確定通過該聲子波導(dǎo)發(fā)射的聲子。

實施例10可以包括或使用，或可以可選地與實施例2-9中的至少一個的主題結(jié)合，其中可以通過調(diào)節(jié)激發(fā)能量、譜寬、功率密度、該激發(fā)能量的相干性或該激發(fā)能量的持續(xù)時間來調(diào)節(jié)輸送的或生成的聲子的數(shù)目。

實施例11可以包括或使用主題(諸如，一種包括被配置成執(zhí)行動作的處理器的設(shè)備、一種方法、一種用于執(zhí)行動作的裝置，或一種包括指令的設(shè)備可讀存儲器，當(dāng)通過設(shè)備執(zhí)行所述指令時，所述指令可以使得該設(shè)備執(zhí)行動作)，諸如可以包括或使用將一對量子點安排在一個半導(dǎo)體內(nèi)，使得在存在電場的情況下所述一對量子點的量子狀態(tài)共振；以及將一個聲子波導(dǎo)耦合到該半導(dǎo)體。

實施例12可以包括或使用，或可以可選地與實施例11的主題結(jié)合，以包括或使用將一個光學(xué)引線、電引線或聲子引線耦合至該半導(dǎo)體。

實施例13可以包括或使用，或可以可選地與實施例11-12中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中安排所述兩個量子點包括使用位點受控生長技術(shù)使第一量子點材料與第二量子點材料水平地相鄰。

實施例14可以包括或使用，或可以可選地與實施例11-12中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中安排所述兩個量子點包括使第一量子點材料位于該半導(dǎo)體的一個襯底之上以便形成所述一對量子點中的第一量子點，并且使第二量子點材料位于該第一量子點材料之上以便形成所述一對量子點中的第二量子點。

實施例15可以包括或使用，或可以可選地與實施例14的主題結(jié)合，以包括或使用使一個本征材料層位于該半導(dǎo)體襯底之上，其中該第一量子點材料和第二量子點材料被該本征半導(dǎo)體材料層間隔開。

實施例16可以包括或使用，或可以可選地與實施例11-15中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中該第一量子點材料包括砷化銦。

實施例17可以包括或使用，或可以可選地與實施例15-16中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中該本征半導(dǎo)體材料包括砷化鎵或其他本征半導(dǎo)體。

實施例18可以包括或使用，或可以可選地與實施例15-17中的至少一個的主題結(jié)合，以包括或使用其中該本征半導(dǎo)體材料將該第一量子點材料和該第二量子點材料間隔開不到一百納米。

實施例19可以包括或使用主題(諸如，一種包括被配置成執(zhí)行動作的處理器的設(shè)備、一種方法、一種用于執(zhí)行動作的裝置，或一種包括指令的設(shè)備可讀存儲器，當(dāng)通過設(shè)備執(zhí)行所述指令時，所述指令可以導(dǎo)致該設(shè)備執(zhí)行動作)，諸如可以包括或使用一個用于提供激發(fā)能量的裝置，一個聲子晶體管，該聲子晶體管被耦合至該用于提供激發(fā)能量的裝置。該聲子晶體管可以包括(1)一個導(dǎo)電介質(zhì)，(2)第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件，該第一導(dǎo)電元件和該第二導(dǎo)電元件被電耦合至該導(dǎo)電介質(zhì)，該第一導(dǎo)電元件和該第二導(dǎo)電元件被配置成當(dāng)電勢被施加至該第一導(dǎo)電元件和該第二導(dǎo)電元件時將該電勢提供至該導(dǎo)電介質(zhì)，(3)第一量子點和第二量子點，該第一量子點和該第二量子點被嵌入該導(dǎo)電介質(zhì)中，使得在由該電勢提供的電場存在的情況下，該第一量子點的一個狀態(tài)與該第二量子點和該導(dǎo)電介質(zhì)的結(jié)合的一個狀態(tài)耦合，(4)一個引線元件，該引線元件被耦合至該用于提供激發(fā)能量的裝置，該引線元件被配置成向該導(dǎo)電介質(zhì)提供該激發(fā)能量，或(5)第一聲子波導(dǎo)，該第一聲子波導(dǎo)被耦合至該導(dǎo)電介質(zhì)，該聲子波導(dǎo)被配置成輸送在該導(dǎo)電介質(zhì)內(nèi)生成的聲子。

實施例20可以包括或使用，或可以可選地與實施例19的主題結(jié)合，以提供或使用其中該用于提供激發(fā)能量的裝置包括一個激光器且其中該引線元件包括一個光纖。

實施例21可以包括或使用，或可以可選地與實施例19-20中的至少一個的主題結(jié)合，以提供或使用其中該用于提供激發(fā)能量的裝置包括一個電源且該引線元件包括一個電線。

實施例22可以包括或使用，或可以可選地與實施例19-21中的至少一個的主題結(jié)合，以提供或使用其中該引線元件包括第二聲子波導(dǎo)。

實施例23可以包括或使用，或可以可選地與實施例19-22中的至少一個的主題結(jié)合，以提供或使用其中該電場大體上平行于經(jīng)過該第一量子點和該第二量子點的軸線。

實施例24可以包括或使用，或可以可選地與實施例19-23中的至少一個的主題結(jié)合，其中該導(dǎo)電介質(zhì)包括一個半導(dǎo)體二極管。

實施例25可以包括或使用，或可以可選地與實施例19-24中的至少一個的主題結(jié)合，其中該第一量子點和該第二量子點被封裝在被配置成屏蔽該第一量子點和該第二量子點免于與該導(dǎo)電介質(zhì)直接接觸的電絕緣材料中。

盡管已經(jīng)參考具體實施方案描述了該主題的概述，但是在不脫離本公開內(nèi)容的較寬泛的精神和范圍的前提下，可以對這些實施方案做多種改型和改變。

在本文中例示的實施方案被詳細(xì)地描述以使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`公開的教導(dǎo)。其他實施方案可以被使用和被從其中導(dǎo)出，使得在不脫離本公開內(nèi)容的范圍的情況下，可以做出結(jié)構(gòu)和邏輯的替換和改變。因此，具體實施方式不應(yīng)理解成具有限制的意義，且多個實施方案的范圍僅由所附權(quán)利要求連同這樣的權(quán)利要求賦予權(quán)利的等同物的全部范圍限定。

此外，可以為在本文中被描述為單個實例的資源、操作或結(jié)構(gòu)提供復(fù)數(shù)個實例。此外，多種資源、具有參考數(shù)字的項、或操作之間的邊界在一定程度上是任意的，并且在具體示例性配置的環(huán)境中例示了特定操作?？梢栽O(shè)想其他功能的分配并且可以落本發(fā)明的多個實施方案的范圍內(nèi)。通常，在示例配置中呈現(xiàn)為單獨資源的結(jié)構(gòu)和功能可以被實施為組合的結(jié)構(gòu)或資源。類似地，呈現(xiàn)為單個資源的結(jié)構(gòu)和功能可以被實施為單獨資源。

在此文件中，術(shù)語“一”或“一個”被使用，像在專利文件中常見的，以包括一個或者不止一個，獨立于“至少一個”或“一個或多個”的任何其他實例或用法。在此文件中，術(shù)語“或”被用來指無排他性的或，使得“A或B”包括“A但不包括B”、包括“B但不包括A”和包括“A和B”，除非另有指示。在此文件中，術(shù)語“包括(including)”和“在其中(in which)”被用作代表相應(yīng)的術(shù)語“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英語的等同物。另外，在下面的權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”是開放式的，換言之，除了在一個權(quán)利要求中的這樣的術(shù)語之后列出的那些元件之外還包括其他元件的系統(tǒng)、設(shè)備、物品、成分、制劑或方法都落入該權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等僅被用作標(biāo)記，并且意在對它們的對象施加任何數(shù)值要求。

如在本文中使用的，在前一段中討論的非排他性意義上，當(dāng)涉及參考數(shù)字時“-”(破折號)意味著在破折號指示的范圍內(nèi)的所有元素的“或”。例如，103A-B意味著在范圍{103A，103B}內(nèi)的元素的非排他性的“或”，使得103A-103B包括“103A但不包括103B”、包括“103B但不包括103A”和包括“103A和103B”。

這些和其他變化、修改、添加以及改進落入如由所附權(quán)利要求代表的發(fā)明主題的范圍內(nèi)。因此，本說明書和附圖將被認(rèn)為具有例示性而非限制性意義。