利用静水压应变对硅中施主自旋的超精细线性调节
量子物理
2018-04-25 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
我们实验研究了硅中 V 族施主自旋与机械应变的耦合,并测量了由应变引起的频率偏移,该偏移与应变呈线性关系,这与谷再分布模型(VRM)预测的二次依赖关系相反,因此在微小应变 下比 VRM 预测的大了数个数量级。通过紧束缚计算和第一性原理计算,我们发现这些偏移源于施主超精细相互作用项被应变的静水压分量的线性调节,并与实验值取得了半定量的一致性。我们的结果为对硅纳米结构中的施主自旋进行定量预测提供了一个框架,例如那些正在用于开发硅基量子处理器和存储器的结构。我们测量的强自旋-应变耦合(对于硅中 Bi 施主,高达每单位应变 150~GHz)提供了一种施主自旋调节方法——通过量级为 的静水压应变将 Bi 施主电子自旋移动超过一个线宽——以及与机械谐振器耦合的机会。
引用
@article{arxiv.1710.00723,
title = {Linear hyperfine tuning of donor spins in silicon using hydrostatic strain},
author = {John Mansir and Pierandrea Conti and Zaiping Zeng and Jarryd J. Pla and Patrice Bertet and Michael W. Swift and Chris G. Van de Walle and Mike L. W. Thewalt and Benoit Sklenard and Yann-Michel Niquet and John J. L. Morton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00723},
year = {2018}
}