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Coulomb-blockade and Pauli-blockade magnetometry

机译：库仑阻塞和保利阻塞磁力计

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摘要

Scanning-probe magnetometry is a valuable experimental tool to investigate magnetic phenomena at the micro-and nanoscale. We theoretically analyze the possibility of measuring magnetic fields via the electrical current flowing through quantum dots. We characterize the shot-noise-limited magnetic-field sensitivity of two devices: a single dot in the Coulomb blockade regime, and a double dot in the Pauli blockade regime. Constructing such magnetometers using carbon nanotube quantum dots would benefit from the large, strongly anisotropic and controllable g tensors, the low abundance of nuclear spins, and the small detection volume allowing for nanoscale spatial resolution; we estimate that a sensitivity below 1 μT/Hz~(1/2) can be achieved with this material. As quantum dots have already proven to be useful as scanning-probe electrometers, our proposal highlights their potential as hybrid sensors having in situ switching capability between electrical and magnetic sensing.
机译：扫描探针磁力测定法是研究微米级和纳米级磁性现象的宝贵实验工具。我们从理论上分析了通过流过量子点的电流测量磁场的可能性。我们描述了两种设备的受散粒噪声限制的磁场灵敏度：库仑封锁体制中的单个点和保利封锁体制中的双点。使用碳纳米管量子点构造这样的磁力计，将受益于大的，强各向异性和可控制的g张量，核自旋的丰度低以及允许纳米级空间分辨率的小的检测体积；我们估计这种材料可以实现低于1μT/ Hz〜（1/2）的灵敏度。由于量子点已经被证明可以用作扫描探针静电计，因此我们的建议强调了其作为混合传感器的潜力，该混合传感器在电和磁感应之间具有原位切换能力。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2017年第3期|035431.1-035431.11|共11页
  • 作者

    Gabor Szechenyi; Andras Palyi;

  • 作者单位

    Institute of Physics, Eoetvoes University, Budapest, Hungary;

    Institute of Physics, Eoetvoes University, Budapest, Hungary,MTA-BME Condensed Matter Research Group and Department of Physics,Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Hungary;

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