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硅中近表面电离 $^{125}$Te$^+$ 施主的自旋相干性

介观与纳米尺度物理 2022-06-03 v2

摘要

晶体矩阵中的杂质自旋是量子技术中有前景的组成部分,特别是当它们能在靠近表面和材料界面时保持其自旋特性。在此,我们研究一种用于微波域应用的有吸引力的候选者:植入天然硅中深度浅至 20~nm 的 VI 族 125^{125}Te+^+ 施主的自旋。我们表明表面能带弯曲可用于将此类近表面 Te 电离至具有自旋活性的 Te+^+ 态,并且光学照射可进一步用于控制 Te 施主电荷态。我们考察了自旋激活产率、自旋线宽、弛豫时间 (T1T_1) 和相干时间 (\ttwo),并展示了零场 3.5~GHz“时钟跃迁”如何将自旋相干时间延长至超过 1~ms,这比其他近表面自旋系统长约一个数量级。

关键词

引用

@article{arxiv.2108.07654,
  title  = {Spin coherence of near-surface ionised $^{125}$Te$^+$ donors in silicon},
  author = {Mantas Šimėnas and James O'Sullivan and Oscar W. Kennedy and Sen Lin and Sarah Fearn and Christoph W. Zollitsch and Gavin Dold and Tobias Schmitt and Peter Schüffelgen and Ren-Bao Liu and John J. L. Morton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07654},
  year   = {2022}
}