量子点中空穴 - 核自旋相互作用的同位素敏感测量
介观与纳米尺度物理
2013-02-19 v3
摘要
由核场涨落引起的退相干是利用单电子自旋实现量子信息处理的基本障碍。另一种方案是使用基于价带空穴的自旋量子比特，因其具有较弱的超精细耦合。然而，最近的理论和实验研究表明，空穴超精细相互作用不可忽略，尽管对于控制空穴 - 核耦合幅度的机制仍缺乏一致的认识。在此，我们通过对 InGaAs/GaAs、InP/GaInP 和 GaAs/AlGaAs 量子点中的价带超精细耦合进行同位素选择性测量来解决这一问题。与现有模型相反，我们发现沿结构生长方向的空穴超精细常数（归一化为电子超精细常数）对于不同同位素具有相反的符号，范围从 -15% 到 +15%。我们将空穴超精细常数的这种变化归因于 p 对称原子轨道的正贡献与 d 轨道的负贡献之间的竞争。此外，我们发现 d 对称贡献导致了一种新的空穴 - 核自旋翻转机制，这可能在空穴自旋退相干中起重要作用。另外，测得的超精细常数使得在半导体纳米结构中验证原子核附近计算出的 Bloch 波函数成为一种根本性的新方法。
引用
@article{arxiv.1109.0733,
title = {Isotope sensitive measurement of the hole-nuclear spin interaction in quantum dots},
author = {E. A. Chekhovich and A. B. Krysa and M. Hopkinson and P. Senellart and A. Lemaitre and M. S. Skolnick and A. I. Tartakovskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0733},
year = {2013}
}