与界面态耦合的施主电子自旋弛豫
介观与纳米尺度物理
2018-11-29 v2 量子物理
摘要
硅施主原子中的电子自旋量子比特因其长相干时间而成为量子信息处理的有前景的候选方案。为了用单电子晶体管进行读出，施主原子通常位于界面附近，在那里施主态可以与界面态耦合。本文我们研究了当施主与受限（类量子点）界面态耦合时，声子辅助的自旋弛豫机制。我们发现塞曼相互作用和自旋-轨道相互作用都可以使自旋态和轨道态杂化，各自除了体施主或量子点的自旋弛豫外，还对声子辅助的自旋弛豫有贡献。当外加磁场 较弱（与轨道间距相比）时，声子辅助的自旋弛豫表现出 依赖性。我们发现，由于具有相反自旋的轨道态的强杂化，在 依赖和失谐依赖的自旋弛豫中存在峰值（热点）。我们还发现由于不同弛豫通道的干涉而出现的自旋弛豫谷值（冷点）。在自旋弛豫热点附近的量子比特操作可用于快速自旋初始化，而在冷点附近的操作则可用于在自旋量子比特转移过程中保存量子信息。
引用
@article{arxiv.1710.07674,
title = {Spin relaxation of a donor electron coupled to interface states},
author = {Peihao Huang and Garnett W. Bryant},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.07674},
year = {2018}
}