重空穴 vs 轻空穴自旋量子比特：SiGe/Ge 和 GeSn/Ge 中的应变驱动研究
介观与纳米尺度物理
2025-01-03 v3 材料科学
摘要
本工作考察了应变对 SiGe/Ge 中的重空穴 (HH) 自旋量子比特以及对 GeSn/Ge 中的轻空穴 (LH) 自旋量子比特的影响，聚焦于能态、g 因子、Rabi 频率、自旋松弛及保相时间。通过探索 HH 和 LH 自旋量子比特在应变下的不同特性，展示了应变作为一种可调参数以优化量子比特性能的方式。该研究突出显示，Ge 量子点中的 LH 自旋量子比特具有更低的松弛率和更高的 Rabi 频率，为解决当前针对基于栅栏定义自旋量子比特的挑战提供了显著优势。在 g 因子各向异性方面，观察到显著差异：对于 HH，垂直于量子点平面的 g 因子大于平面内 g 因子；而对于 LH，在 GeSn/Ge 和 SiGe/Ge 量子点中，平面内 g 因子占主导。这一比较分析提供了对 HH 和 LH 自旋动力学的更深入理解，推动了基于应变 Ge 系统开发可扩展量子技术的进程。
引用
@article{arxiv.2412.16734,
title = {Heavy Hole vs. Light Hole Spin Qubits: A Strain-Driven Study of SiGe/Ge and GeSn/Ge},
author = {Kelvin Dsouza and Patrick Del Vecchio and Nicolas Rotaru and Oussama Moutanabbir and Daryoosh Vashaee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16734},
year = {2025}
}