論文の概要: Strong spin-orbit interaction and $g$-factor renormalization of hole
spins in Ge/Si nanowire quantum dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.04308v1
- Date: Wed, 8 Jul 2020 17:54:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-10 23:32:30.892136
- Title: Strong spin-orbit interaction and $g$-factor renormalization of hole
spins in Ge/Si nanowire quantum dots
- Title（参考訳）: Ge/Siナノワイヤ量子ドットにおける強スピン軌道相互作用とホールスピンの$g$-factor再正規化
- Authors: F. N. M. Froning, M. J. Ran\v{c}i\'c, B. Het\'enyi, S. Bosco, M. K.
Rehmann, A. Li, E. P. A. M. Bakkers, F. A. Zwanenburg, D. Loss, D. M.
Zumb\"uhl, F. R. Braakman
- Abstract要約: Ge/Siコア/シェルナノワイヤのホールスピンは、強く電気的に調整できると予測されたスピン軌道相互作用を経験する。
Ge/Siナノワイヤの二重量子ドットに閉じ込められたホールスピンのスピン-軌道相互作用の強度を実験的に決定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The spin-orbit interaction lies at the heart of quantum computation with spin
qubits, research on topologically non-trivial states, and various applications
in spintronics. Hole spins in Ge/Si core/shell nanowires experience a
spin-orbit interaction that has been predicted to be both strong and
electrically tunable, making them a particularly promising platform for
research in these fields. We experimentally determine the strength of
spin-orbit interaction of hole spins confined to a double quantum dot in a
Ge/Si nanowire by measuring spin-mixing transitions inside a regime of
spin-blockaded transport. We find a remarkably short spin-orbit length of
$\sim$65 nm, comparable to the quantum dot length and the interdot distance. We
additionally observe a large orbital effect of the applied magnetic field on
the hole states, resulting in a large magnetic field dependence of the
spin-mixing transition energies. Strikingly, together with these orbital
effects, the strong spin-orbit interaction causes a significant enhancement of
the $g$-factor with magnetic field.The large spin-orbit interaction strength
demonstrated is consistent with the predicted direct Rashba spin-orbit
interaction in this material system and is expected to enable ultrafast Rabi
oscillations of spin qubits and efficient qubit-qubit interactions, as well as
provide a platform suitable for studying Majorana zero modes.
- Abstract（参考訳）: スピン軌道相互作用は、量子計算の中心にスピン量子ビット、位相的に非自明な状態の研究、スピントロニクスにおける様々な応用がある。
ge/siコア/シェルナノワイヤのホールスピンは、強くて電気的に調整可能なスピン軌道相互作用を経験し、これらの分野の研究に特に有望なプラットフォームとなっている。
ge/siナノワイヤ内の2重量子ドットに閉じ込められたホールスピンのスピン軌道相互作用の強度をスピンブロック輸送系内におけるスピン混合遷移の測定により実験的に決定する。
驚くほど短いスピン軌道長が$\sim$65 nmであり、量子ドット長とインタードット距離に匹敵する。
さらに, 印加磁場のホール状態に対する大きな軌道効果を観測し, スピン混合遷移エネルギーの磁場依存性を明らかにした。
これらの軌道効果とともに、強いスピン軌道相互作用は、磁場による$g$-factorの顕著な向上を引き起こすが、大きなスピン軌道相互作用強度は、この物質系の予測された直接ラシュバスピン軌道相互作用と一致し、スピン量子ビットの超高速なラビ振動と効率的なクビット量子ビット相互作用、およびマヨラナゼロモードの研究に適したプラットフォームを提供する。
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