硅中核自旋暗态的形成
介观与纳米尺度物理
2025-05-09 v2 量子物理
摘要
硅基量子比特通常通过由电栅定义的量子点中捕获单个电子来实现。随后可利用电子的自旋态存储量子信息。然而，周围原子的核也具有自旋自由度，这些核自旋会与电子自旋比特相互作用并导致退相干。有研究表明，在动态核偏振过程中，电子会驱动半导体中的核进入一种解耦状态，从而形成核自旋暗态，以减少这种相互作用。本文我们报道了在由电栅定义的硅双量子点中观察到核自旋暗态的形成。我们证明，正如预期的那样，暗态中横向电子-核相互作用迅速减弱，且该暗态依赖于核自旋的同步预cession。此外，暗态显著降低了介于三重态和三态电子自旋之间的弛豫速率。这种核自旋暗态在量子存储器或量子传感器方面具有潜在应用价值，可能也有助于增加核自旋集合的偏振程度。
引用
@article{arxiv.2405.14922,
title = {The formation of a nuclear-spin dark state in silicon},
author = {Xinxin Cai and Habitamu Y. Walelign and John M. Nichol},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.14922},
year = {2025}
}