硅纳米线中两个掺杂原子的耦合与相干电控
介观与纳米尺度物理
2012-07-10 v1 量子物理
摘要
对固态系统中单个原子或分子的电控为实现电子学中的量子力学功能提供了一条有前景的途径。这一想法最近已进入成熟的硅技术领域，促成了单原子晶体管的实现以及单施主中电子自旋动力学的首次测量。在此我们展示，可以电耦合嵌入在多栅硅晶体管中的两个施主，并通过微波信号诱导其电荷态的相干振荡。我们测量了跨两个施主的单电子隧穿，揭示了它们的能谱。最低能态对应于单个电子位于两个施主之一，形成一个与所有其他电子能级良好分离的两能级系统（TLS）。对该TLS进行千兆赫兹驱动，会产生与吸收或受激发射多达十个微波光子相关的量子干涉图案。我们估计电荷退相位时间为0.3纳秒，与其他类型的电荷量子比特一致。然而，此处相对较短的相干时间可由快速操作信号（原则上可达1太赫兹）弥补，这是由施主原子中基态和激发态之间的大空能量窗口所允许的。所展示的两个施主的相干耦合是迈向硅中基于施主的量子计算器件的重要一步。
引用
@article{arxiv.1207.1884,
title = {Coupling and coherent electrical control of two dopants in a silicon nanowire},
author = {E. Dupont-Ferrier and B. Roche and B. Voisin and X. Jehl and R. Wacquez and M. Vinet and M. Sanquer and S. De Franceschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.1884},
year = {2012}
}