Si/SiGe量子点中破除能量简并的原子涨落
介观与纳米尺度物理
2022-12-20 v4 材料科学
摘要
Si/SiGe量子阱中的电子自旋受制于近乎简并的导带谷,其与自旋自由度在量子比特形成中竞争。尽管试图通过工程化尖锐界面确定性地增强谷能量分裂,谷分裂涨落仍是量子比特均匀性的严重问题,而均匀性是扩展至大型量子处理器所必需的。在此,我们通过3D原子级性质、理论与输运的整体集成,阐明并统计预测了谷分裂。我们发现,Si/SiGe界面3D形貌内Si与Ge原子的浓度涨落可解释众多量子点器件测量中观测到的大范围谷分裂分布。与普遍观点相反,我们提议通过在Si量子阱中掺入Ge原子来增强这些随机合金组分涨落,从而统计性地提升谷分裂。
引用
@article{arxiv.2112.09606,
title = {Atomic fluctuations lifting the energy degeneracy in Si/SiGe quantum dots},
author = {Brian Paquelet Wuetz and Merritt P. Losert and Sebastian Koelling and Lucas E. A. Stehouwer and Anne-Marije J. Zwerver and Stephan G. J. Philips and Mateusz T. Mądzik and Xiao Xue and Guoji Zheng and Mario Lodari and Sergey V. Amitonov and Nodar Samkharadze and Amir Sammak and Lieven M. K. Vandersypen and Rajib Rahman and Susan N. Coppersmith and Oussama Moutanabbir and Mark Friesen and Giordano Scappucci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09606},
year = {2022}
}