硅上的轻空穴量子阱
介观与纳米尺度物理
2022-01-04 v2
摘要
固态器件中空穴的安静量子环境一直是日益可靠的量子处理器与存储器架构的核心。1-6然而，由于缺乏可合理调控价带特征及其能量偏移的可扩展材料，轻空穴（LH）态的精确工程化仍是实现相干光子-自旋接口的严重障碍，而该接口需要将编码于飞行光子量子比特中的量子信息直接映射到静态自旋处理器。4-9在此，为缓解这一长期限制，我们展示了一种全IV族低维系统，其由生长在硅上的高度拉伸应变锗量子阱构成，为控制和操纵空穴态提供了新的自由度。利用应变工程的亚稳锗锡合金缓冲层，实现了晶圆级、高双各向同性面内拉伸应变（），由此产生的量子阱具有LH基态、高因子各向异性以及可调的空穴子带分裂。该外延异质结构显示出亚纳米展宽的尖锐界面，并展现出室温激子跃迁，通过控制应变与厚度可对其调制并延伸至中波红外。这种工程化具有LH选择性限制和可控光学响应的量子结构的能力，使得与硅兼容的可制造平台得以实现，该平台与集成量子通信和传感技术相关。
引用
@article{arxiv.2112.15185,
title = {A Light-Hole Quantum Well on Silicon},
author = {Simone Assali and Anis Attiaoui and Patrick Del Vecchio and Samik Mukherjee and Jérôme Nicolas and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.15185},
year = {2022}
}