امواج تراهرتز که طول موجµm 0/8 تاµm 1000 را به خود اختصاص داده، دارای ویژگی های منحصر بفردی می باشند که این ویژگی ها توجه دانشمندان را به ادوات تولید، تقویت و آشکارسازی این امواج جلب نموده است. آشکارسازی امواج تراهرتز به دلیل سطح انرژی پایین این امواج، که تقریباً در محدوده انرژی گرمایی محیط می باشد با مشکلات زیادی روبرو است که سبب شده است تا ساختار مناسب و کاملی با مدیریت پذیری و انعطاف پذیری بالا جهت پوشش دادن این محدوده ی طیفی ارائه نشود. در سال های اخیر استفاده از آشکارسازهای نقطه کوانتومی به دلیل قابلیت های ویژه این نقاط (گسستگی در ترازهای انرژی) کمک شایانی در بهبود پارامترهای آشکارسازی کرده است و راهی جدید را پیش روی محققین برای دست یابی به آشکارسازهای تراهرتز کاربردی تر فراهم نموده است. در این پایان نامه سعی شده با بررسی آشکارسازهای تراهرتز نقطه کوانتومی محصور شده با دو سد پتانسیل که براساس تونل زنی تشدیدیِ سد دوتایی عمل می کنند ساختار جدیدی از این نوع آشکارسازهای امواج تراهرتز ارائه گردد که توانایی کار در محدوده دمای اتاق را داشته باشند. استفاده از تونل زنی تشدیدیِ سد دوتایی موجب کاهش جریان های ناخواسته (جریان تاریکی) می شود که بزرگترین مانع برای افزایش دمای کار آشکارسازها است. ساختار پیشنهادی از یک نقطه کوانتومی که در داخل یک چاه کوانتومی قرار گرفته است تشکیل شده و دارای دو سد پتانسیل برای استفاده از پدیده تونل زنی تشدیدیِ سد دوتایی می باشد. این ساختار را به صورت عددی در نرم افزار matlab و nextnano مورد ارزیابی قرار داده و نتایج حاصل از شبیه-سازی های آن ارائه شده است.

بیت کوانتومی معادل بیت کلاسیکی دیجیتال می باشد که برای ذخیره سازی اطلاعات کوانتومی مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از بهترین ایده ها برای تحقق کیو بیت، استفاده از حالت های اسپینی الکترون محبوس شده در یک تقطه کوانتومی می باشد ولی در این بین، یکی از موانع جدی که بر سر راه تحقق وذخیره سازی اطلاعات کوانتومی وجود دارد، واهلش اسپین الکترون است. الکترون محبوس شده در نقطه کوانتومی از محیط ایزوله نبوده و کوپلینگی بین آن و محیط اطراف وجود دارد که باعث محدود شدن طول عمر اطلاعات ذخیره شده توسط آن ها می شود. تلاش ما در این پایان نامه بررسی مکانیسم های واهلش اسپین الکترون و شناسایی پارامترهای فیزکی تاثیر گذار برآن، جهت پیدا کردن راه کاری مفید برای دستکاری این پارامتر ها می باشد، تا بتوان با کنترل اندر کنش های کیوبیت اسپینی عمر اطلاعات ذخیره شده در آن ها را تا جائی افزایش داد که گیت های کوانتومی بتوانند عملیات پردازش اطلاعات را روی آن ها انجام دهند. یکی از مهمترین این اندرکنش ها، بر همکنش اسپین – مدار الکترون می باشد که به طور کامل در نانو ساختار ها مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت نرخ واهلش اسپین، ناشی از این بر همکنش، برای یک نقطه کوانتومی دو بعدی محاسبه شده است.