嵌入 Cerium 氟化物纳米晶体中的相干铕自旋缺陷
介观与纳米尺度物理
2024-06-13 v1 材料科学
量子物理
摘要
我们展示了在掺杂铈氟化物纳米晶体体中的 Er3+ 离子中实现近十微秒的自旋相干性，尽管其巨大的磁化率和自旋缺陷距离纳米晶体表面仅为纳米级。长时间自旋相干性通过将掺杂浓度降低到瞬时扩散极限以下实现，纳米晶体体为无核自旋的材料，达到每个纳米晶体仅含一个铕自旋缺陷的极限。我们观察到在高度对称的立方位点中存在较大的 Orbach 能垒，进一步保护了该量子比特免受快速相干衰减。空间相关的电子光谱测量揭示了纳米晶体表面存在 Ce3+，其可能作为额外的准粒子自旋噪声。尽管存在这些因素，嵌入纳米晶体体的缺陷显示出巨大的潜力，可用于量子感应和量子通信应用，包括核壳制造、氧空位的氧化还原调谐以及有机表面活性剂改性等多种途径，可进一步提升其自旋相干性和功能。
关键词
引用
@article{arxiv.2406.07762,
title = {Coherent Erbium Spin Defects in Colloidal Nanocrystal Hosts},
author = {Joeson Wong and Mykyta Onizhuk and Jonah Nagura and Arashdeep S. Thind and Jasleen K. Bindra and Christina Wicker and Gregory D. Grant and Yuxuan Zhang and Jens Niklas and Oleg G. Poluektov and Robert F. Klie and Jiefei Zhang and Giulia Galli and F. Joseph Heremans and David D. Awschalom and A. Paul Alivisatos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.07762},
year = {2024}
}
备注
26 pages, 5 figures