Er$^{3+}$在CeO$_2$薄膜中的自旋退相动力学
量子物理
2025-08-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
开发兼容电信的自旋-光子接口是实现可扩展量子网络的关键。铕离子（Er）具有独特的1.5μm电磁光跃迁和有效自旋1/2基态组合，但在实现异构器件集成同时保持长时间光学和自旋相干性的宿主材料仍是开放挑战。我们探索了一种新的平台，即Er:CeO薄膜集成在硅上，具有低核自旋密度和良好的芯片集成潜力。我们演示了38.8μs的自旋相干性，通过动态脱耦合可延长至176.4μs。结合实验和簇相关展开计算，我们识别出谱扩散导致的Er自旋翻转为主要退相机制，并提供了实现毫秒尺度相干性的途径。
引用
@article{arxiv.2508.12429,
title = {Spin decoherence dynamics of Er$^{3+}$ in CeO$_2$ film},
author = {Sagar Kumar Seth and Jonah Nagura and Vrindaa Somjit and Aneesh Bapat and Xinhao Li and Gregory D. Grant and Ignas Masiulionis and Xu Han and F. Joseph Heremans and Giulia Galli and David D. Awschalom and Supratik Guha and Jiefei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12429},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures