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通过高温退火延长金刚石量子比特的自旋相干时间

量子物理 2013-09-18 v1 材料科学

摘要

金刚石中带负电的氮 - 空位(NV^-)缺陷的自旋是最有前途的固态量子比特候选者之一。制造包含这些载自旋缺陷的量子器件需要位置可控地引入具有优异性能(如光谱稳定性、长自旋相干时间和稳定的负电荷态)的 NV^-缺陷。氮离子注入和退火能够以高精度定位 NV^-自旋量子比特,但迄今为止,以此方式产生的量子比特相干时间较短,推测是由于存在残余辐射损伤所致。在本工作中,我们证明了在 1000^\circC 下进行高温退火可以在室温下实现 2 毫秒的相干时间。这些结果是在高纯度、99.99% 12^{12}C 富集的单晶化学气相沉积金刚石中,针对注入产生的 NV^-缺陷获得的。我们在残余缺陷自旋热行为的背景下讨论了这些异常长的相干时间。[发表于 Physical Review B {\bf{88}}, 075206 (2013)]

关键词

引用

@article{arxiv.1309.4316,
  title  = {Extending spin coherence times of diamond qubits by high temperature annealing},
  author = {T. Yamamoto and T. Umeda and K. Watanabe and S. Onoda and M. L. Markham and D. J. Twitchen and B. Naydenov and L. P. McGuinness and T. Teraji and S. Koizumi and F. Dolde and H. Fedder and J. Honert and J. Wrachtrup and T. Ohshima and F. Jelezko and J. Isoya},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1309.4316},
  year   = {2013}
}