論文の概要: Direct measurement of electron intervalley relaxation in a Si/SiGe quantum dot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.08680v1
• Date: Thu, 16 Jul 2020 22:55:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-09 06:53:44.269520
• Title: Direct measurement of electron intervalley relaxation in a Si/SiGe quantum dot
• Title（参考訳）: Si/SiGe量子ドットにおける電子間隔緩和の直接測定
• Authors: Nicholas E. Penthorn, Joshua S. Schoenfield, Lisa F. Edge and HongWen Jiang
• Abstract要約: シリコン中の非縮退したバレー状態は、シリコン系ヘテロ構造における電子力学に大きな影響を与える。 我々は、Si/SiGe量子ドットにおける励起谷状態から基底状態への緩和の観測をゼロ磁場で報告する。
• 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 presence of non-degenerate valley states in silicon can drastically affect electron dynamics in silicon-based heterostructures, leading to electron spin relaxation and spin-valley coupling. In the context of solid-state spin qubits, it is important to understand the interplay between spin and valley degrees of freedom to avoid or alleviate these decoherence mechanisms. Here we report the observation of relaxation from the excited valley state to the ground state in a Si/SiGe quantum dot, at zero magnetic field. Valley state read-out is aided by a valley-dependent tunneling effect, which we attribute to valley-orbit coupling. We find a long intervalley relaxation time of 12.0 $\pm$ 0.3 ms, a value that is unmodified when a magnetic field is applied. Furthermore, we compare our findings with the spin relaxation time and find that the spin-valley "hot spot" relaxation is roughly four times slower than intervalley relaxation, consistent with established theoretical predictions. The precision of this technique, adapted from electron spin read-out via energy-dependent tunneling, is an improvement over indirect valley relaxation measurements and could be a useful probe of valley physics in spin and valley qubit implementations.
• Abstract（参考訳）: シリコン中の非退化谷状態の存在は、シリコンベースのヘテロ構造における電子動力学に大きく影響し、電子スピン緩和とスピン-バレーカップリングをもたらす。 固体スピン量子ビットの文脈では、これらの脱コヒーレンス機構を回避または緩和するためにスピンとバレーの自由度の間の相互作用を理解することが重要である。 ここでは,Si/SiGe量子ドットにおける励起谷状態から基底状態への緩和を磁場ゼロで観測する。 バレー状態の読み出しは、バレーに依存したトンネル効果によって支援されます。 長い間隔緩和時間は12.0$\pm$ 0.3 msであり、磁場が印加されたときに変化しない値である。 さらに, スピン緩和時間と比較し, スピンバレーの"ホットスポット"緩和はサイレントレー緩和の約4倍遅く, 確立された理論予測と一致していることがわかった。 この手法の精度は、エネルギー依存トンネルによる電子スピンの読み出しから適用され、間接的なバレー緩和測定よりも改善され、スピンおよびバレー量子ビット実装におけるバレー物理学の有用なプローブとなる可能性がある。

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