一维通道中空穴自旋轨道量子比特的纵向与横向电场操控
介观与纳米尺度物理
2021-01-22 v2
摘要
受限在半导体纳米结构中的空穴实现了量子比特，其中量子力学自旋与量子轨道角动量强烈混合。显著的自旋轨道耦合允许对此类量子比特进行快速的全电学操控。我们研究了一种 CMOS 器件的理想化模型，其中空穴在一个方向上被强受限（薄膜几何），而沿一维通道可更自由地运动。静态电偏置和 电驱动由沿通道排列的金属栅极施加。在基于具有体反演对称性的材料（如硅或锗）的量子器件中，存在基于自旋轨道耦合的不同可能的量子比特操控机制。其中之一是 张量磁共振（-TMR），依赖于有效 因子对电学受限的依赖。在此构型中，空穴由平行于静态电场且垂直于通道的 场驱动（横向驱动）。另一种机制，我们在此称为等塞曼电偶极自旋共振（IZ-EDSR），源于 Rashba 自旋轨道耦合，导致伪自旋沿量子通道振荡所经历的有效时变磁场（纵向驱动）。我们比较了这两种工作模式，并描述了 Rabi 频率幅值最大的条件。通过电学调谐可达到不同 regime，使得与 电场的耦合或弱或强……
引用
@article{arxiv.2010.07787,
title = {Longitudinal and transverse electric field manipulation of hole spin-orbit qubits in one-dimensional channels},
author = {Vincent P. Michal and Benjamin Venitucci and Yann-Michel Niquet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07787},
year = {2021}
}
备注
Minor modifications made before publication