硅 carbide 中作为电信波段量子发射体的钒自旋量子比特
量子物理
2019-08-27 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
具有自旋寄存器的固态量子发射体是量子通信的有前途平台，但很少有发射体能在低损耗光纤网络所需的窄电信波段内发光。在此，我们在碳化硅(SiC)中创建并隔离了近表面单个钒掺杂剂，其在 O 波段(1278-1388 nm)具有稳定且窄的发射，其亮度允许在晶圆级 CMOS 兼容材料中进行无腔探测。在钒系综中，我们表征了 4H-SiC 和 6H-SiC 中所有五个可用位点上的复杂 d1 轨道物理。光学跃迁对来自局域硅和碳同位素的质谱移动敏感，从而实现光学分辨的核自旋寄存器。基态和激发轨道态中的光探测磁共振揭示了与钒核自旋的各种超精细相互作用以及用于量子存储器的时钟跃迁。最后，我们展示了对自旋态的相干量子控制。这些结果为固态中用于量子应用的电信波段发射体提供了一条路径。
引用
@article{arxiv.1908.09817,
title = {Vanadium spin qubits as telecom quantum emitters in silicon carbide},
author = {Gary Wolfowicz and Christopher P. Anderson and Berk Diler and Oleg G. Poluektov and F. Joseph Heremans and David D. Awschalom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.09817},
year = {2019}
}
备注
16 pages, 4 figures