CaWO$_4$声子与Er$^{3+}$掺杂剂之间的耦合
材料科学
2026-02-10 v1 量子物理
摘要
我们利用非弹性中子散射结合密度泛函微扰理论，研究了CaWO（一种有前景的铒基量子存储器宿主晶体）的晶格动力学。沿(100)、(001)和(101)倒易空间方向测量的声子色散揭示了延伸至130 meV的声子带，并在60至80 meV之间存在一个带隙，这与我们的计算吻合良好。通过对声子本征模的对称性分析，我们识别出八个可以直接耦合到Er晶场算符的拉曼活性模，其中包括一个能量为9.1 meV的低能模，预计该模在声子辅助的自旋-晶格弛豫中起主导作用。这些结果为CaWO中的声子浴提供了微观描述，并为设计声子环境以减轻存储量子态的损失以及优化掺Er的CaWO用于量子存储器应用奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2602.08525,
title = {Coupling between CaWO$_4$ phonons and Er$^{3+}$ dopants},
author = {Mikhael T. Sayat and Federico Pisani and Hin Lok Chang and Yaroslav Zhumagulov and Kirrily C. Rule and Tom Fennell and Jakob Nunnendorf and Chee Kwan Gan and Oleg V. Yazyev and Ping Koy Lam and Jian-Rui Soh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08525},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 6 figures