硅 MOS 量子点中单空穴 g 张量的电学调控

由于空穴 g 因子具有电学可调性，受限于半导体量子点中的单空穴是自旋量子比特技术的一个有前景的平台。然而，由于空穴自旋态的复杂性，实现电学自旋调控的潜在机制仍不清楚。在此，我们研究了硅平面 MOS 量子点中第一个空穴的潜在空穴自旋物理。我们表明，非均匀的电极诱导应变会在纳米尺度上引起重空穴-轻空穴（HH-LH）分裂的变化。重要的是，我们发现这种非均匀应变导致 HH-LH 分裂在量子点的有源区内变化高达 50%。我们表明，可利用局域电场使空穴相对于非均匀应变分布发生位移，从而提供一种电学调制空穴 g 张量的新机制。利用该机制，我们展示了空穴 g 因子最高达 500% 的调控。此外，我们观测到一个潜在的甜点（sweet spot），其中 d$g_{(1\overline{1}0)}$/d$V$ = 0，提供了一种抑制由电噪声引起的自旋退相干的构型。这些结果开辟了一条通往此前未被探索的技术的道路：通过设计非均匀应变来优化基于自旋的器件。