锗中长寿命电子自旋的巨g因子调谐
材料科学
2016-12-23 v1
摘要
通过外场控制电子自旋相干性在自旋电子学中是基础性的。其实现需要一种宿主材料，能满足高度期望但相互矛盾的要求：自旋对弛豫机制具有鲁棒性，以及载流子自旋与轨道运动之间有可观的耦合。这里我们聚焦锗（Ge），它通过满足这些标准，正迅速成为在成熟Si电子框架中穿梭自旋量子比特的突出候选者。然而，迄今为止，常规Ge/Si异质结中自由电子的本征自旋依赖现象由于外延约束和不利的能带排列而难以捉摸。我们通过研究生长在SiGe缓冲Si衬底上的纯Ge量子阱中受限的二维电子气（2DEG）克服了这些基本限制。这些外延体系展示了极长的自旋弛豫和相干时间，最终揭示了Ge在桥接自旋电子学概念与半导体器件物理之间的差距方面的潜力。特别地，通过量子限制调谐自旋-轨道相互作用，我们证明了在我们的可扩展且CMOS兼容的架构中，电子朗德g因子及其各向异性可在先前Si自旋电子学无法达到的范围内进行设计。
引用
@article{arxiv.1603.08783,
title = {Giant g factor tuning of long-lived electron spins in Ge},
author = {Anna Giorgioni and Stefano Paleari and Stefano Cecchi and Emanuele Grilli and Giovanni Isella and Wolfgang Jantsch and Marco Fanciulli and Fabio Pezzoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.08783},
year = {2016}
}