We present an experimental study of the magneto-conductance of a sub-micron, stadium-shaped quantum dot. The quantum dot is formed by standard split gates with quantum point contacts on the surface of a GaAs/AlGaAs heterostructure. The magneto-conductance is measured on the open quantum stadium with 3~4 quantum point contact modes.
We observe reproducible, aperiodic fluctuations that are due to the random interference between electrons scattered by the quantum dot boundary and the prominent dip at B=0 that is associated with a ballistic analog of the weak localization effect. we investigate the nature of these quantum interference effects with theoretical predictions of RMT(Random Matrix Theory). A weak magnetic field suppresses the weak localization correction to the average conductance with Lorentzian magnetic field dependence in non-integrable systems like quantum stadiums and linear dependence in integrable systems like circular-shaped quantum dot. In our quantum stadium experiments, we show the Lorentzian magnetic field dependence is well fitted to the weak localization peak with reasonable correction to the conductance and analyze the random conductance fluctuation with a correlation function. With the values of the field strength that limited the effect of weak localization and the field strength that change the random conductance fluctuations we can infer that the weak localization correction is due to interferences between the boundary scattered electrons with time reversal symmetric paths. We can also infer that finite temperature and quantum dot size could suppress the theoretically predicted values of weak localization correction and conductance variance.
스태디움 모양을 가지는 양자점을 GaAs/AlGaAs이종접합구조의 2차원전자기체를 일반적인 분할 게이트 방법을 이용하여 제한하는 방법으로 제작하고 극저온에서 자기 전도도 실험을 하였다. 양자스태디움의 경계면과의 산란에 의한 양자간섭의 결과로 재현가능하고 주기가 없는 무작위적인 전도도의 요동을 관측하였고 자기장이 없을 때 전도도가 감소하는 약국소화의 양상을 확인할 수 있었다.고전적으로 양자혼돈을 야기시키는 기하구조인 스태디움 모양의 양자점에서 이러한 약국소화는 로렌지안으로 잘 맞춰진다는 것이 알려져 있는데 우리의 실험결과는 이와 같은 양상을 잘 보여 주고 있다. RMT와 비교하여 우리의 실험결과를 분석하였다. 유한한 온도에 의한 전자의 위상 상실이 실제 측정값들에 상당한 영양을 준다는 사실을 확인하였고 전도도의 약국소화와 전도도 요동을 분석한 결과 이러한 양자 간섭들이 경계면과의 산란에 의한 것이며 약국소화에 기여하는 전자의 궤도가 포함하는 면적이 전도도의 요동의 그것보다 두배가 크다는 사실에서 시간 반전 경로에 의한 것임을 추측할 수 있었다.
