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Si/SiGe 量子点 g 因子理论:自旋-谋浦相互作用与巨型重整效应

介观与纳米尺度物理 2024-12-30 v1 量子物理

摘要

理解 Si/SiGe 量子点的 g 因子物理对于实现高质量自旋量子比特至关重要。虽然已有工作在理想几何形状下解释了 g 因子物理的某些方面,但结果并不适用于普遍情况,且遗漏了若干重要特征。本文构建了一种以易于计算的矩阵元素给出 g 值的理论,可适用于当前感兴趣的所有 Si/SiGe异质结构。作为具体例子——目前尚无 g 因子理解——我们研究了所谓的 Wiggle Well 结构,包含量子阱内的 Ge 浓度振荡。我们发现相对于常规 Si/SiGe 量子阱,g 因子存在显著的重整。我们还发现一种高达 O(1)\mathcal{O}(1) 的巨型 g 因子抑制,源于自旋-谋浦耦合,发生在谋浦能级分裂较低的区域。本工作因此开辟了 Si/SiGe 量子点 g 因子工程的新途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.19795,
  title  = {g-factor theory of Si/SiGe quantum dots: spin-valley and giant renormalization effects},
  author = {Benjamin D. Woods and Merritt P. Losert and Robert Joynt and Mark Friesen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.19795},
  year   = {2024}
}

备注

Main text with 7 pages and 3 figures, Supplementary Materials with 11 pages and 3 figures, in a single file