論文の概要: Direct high resolution resonant Raman scattering measurements of InAs quantum dot dynamic nuclear spin polarization states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.13249v1
• Date: Thu, 26 Nov 2020 11:41:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 22:45:17.947946
• Title: Direct high resolution resonant Raman scattering measurements of InAs quantum dot dynamic nuclear spin polarization states
• Title（参考訳）: inas量子ドット動的核スピン偏極状態の直接高分解能共鳴ラマン散乱測定
• Authors: Aaron M. Ross, Allan S. Bracker, Michael K. Yakes, Daniel Gammon, L.J. Sham, Duncan G. Steel
• Abstract要約: 電子スピン分裂とそれに伴う核オーバーハウザー(OH)の直接測定について報告する。 観測された2次元写像は、励起周波数に非線形に依存するOH場を明らかにする。 磁場の大きさは400 mTで、100以下の核スピン感度で測定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We report on the direct measurement of the electron spin splitting and the accompanying nuclear Overhauser (OH) field, and thus the underlying nuclear spin polarization (NSP) and fluctuation bandwidth, in a single InAs quantum dot under resonant excitation conditions with unprecedented spectral resolution. The electron spin splitting is measured directly via resonant spin-flip single photon Raman scattering detected by superconducting nanowires to generate excitation-emission energy maps. The observed two-dimensional maps reveal an OH field that has a non-linear dependence on excitation frequency. This study provides new insight into earlier reports of so-called avoidance and tracking, showing two distinct NSP responses directly by the addition of a emission energy axis. The data show that the polarization processes depend on which electron spin state is optically driven, with surprising differences in the polarization fluctuations for each case: in one case, a stabilized field characterized by a single-peaked distribution shifts monotonically with the laser excitation frequency resulting in a nearly constant optical interaction strength across a wide detuning range, while in the other case the previously reported avoidance behavior is actually the result of a nonlinear dependence on the laser excitation frequency near zero detuning leading to switching between two distinct mesoscopic nuclear spin states. The magnitude of the field, which is as large as 400 mT, is measured with sub-100 nuclear spin sensitivity. Stable/unstable points of the OH field distribution are observed, resulting from the non-linear feedback loop in the electron-trion-nuclear system. Nuclear spin polarization state switching occurs between fields differing by 160 mT at least as fast as 25 ms. Control experiments indicate that the strain-induced quadrupolar interaction may explain the measured OH fields.
• Abstract（参考訳）: 我々は、前例のない分光分解能を持つ共鳴励起条件下での単一InAs量子ドットにおいて、電子スピン分裂と、それに伴う核スピン偏極(NSP)および変動帯域の直接測定について報告する。 電子スピン分割は、超伝導ナノワイヤによって検出された共鳴スピンフリップ単光子ラマン散乱によって直接測定され、励起放出エネルギーマップを生成する。 観測された2次元写像は、励起周波数に非線形に依存するOH場を明らかにする。 この研究は、いわゆる回避と追跡に関する以前の報告に新たな洞察を与え、エミッションエネルギー軸の付加によって直接2つの異なるNSP応答を示す。 The data show that the polarization processes depend on which electron spin state is optically driven, with surprising differences in the polarization fluctuations for each case: in one case, a stabilized field characterized by a single-peaked distribution shifts monotonically with the laser excitation frequency resulting in a nearly constant optical interaction strength across a wide detuning range, while in the other case the previously reported avoidance behavior is actually the result of a nonlinear dependence on the laser excitation frequency near zero detuning leading to switching between two distinct mesoscopic nuclear spin states. 磁場の大きさは400 mTで、100以下の核スピン感度で測定される。 OH電界分布の安定・不安定な点は電子-トライアン核系の非線形フィードバックループによって観測される。 核スピン偏極状態のスイッチングは、少なくとも25msの速さで160mtで異なる磁場間で起こる。

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