論文の概要: Towards a quantum interface between spin waves and paramagnetic spin
baths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.00540v1
- Date: Tue, 1 Dec 2020 14:54:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-22 11:58:06.744436
- Title: Towards a quantum interface between spin waves and paramagnetic spin
baths
- Title（参考訳）: スピン波と常磁性スピン浴の量子界面に向けて
- Authors: C. Gonzalez-Ballestero, T. van der Sar, O. Romero-Isart
- Abstract要約: スピン波と常磁性スピンの相互作用を記述する量子論を示す。
我々はイットリウム-鉄-ガーネット薄膜近傍のダイヤモンド中の窒素空転スピンのアンサンブルを考える。
両アンサンブルのバックアクションがスピン波スペクトルと伝搬特性の強い、調整可能な変化をもたらすことを示す。
- 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: Spin waves have risen as promising candidate information carriers for the
next generation of information technologies. Recent experimental demonstrations
of their detection using electron spins in diamond pave the way towards
studying the back-action of a controllable paramagnetic spin bath on the spin
waves. Here, we present a quantum theory describing the interaction between
spin waves and paramagnetic spins. As a case study we consider an ensemble of
nitrogen-vacancy spins in diamond in the vicinity of an Yttrium-Iron-Garnet
thin film. We show how the back-action of the ensemble results in strong and
tuneable modifications of the spin-wave spectrum and propagation properties.
These modifications include the full suppression of spin-wave propagation and,
in a different parameter regime, the enhancement of their propagation length by
$\sim 50\%$. Furthermore, we show how the spin wave thermal fluctuations induce
a measurable frequency shift of the paramagnetic spins in the bath. This shift
results in a thermal dispersion force that can be measured optically and/or
mechanically with a diamond mechanical resonator. In addition, we use our
theory to compute the spin wave-mediated interaction between the spins in the
bath. We show that all the above effects are measurable by state-of-the-art
experiments. Our results provide the theoretical foundation for describing
hybrid quantum systems of spin waves and spin baths, and establish the
potential of quantum spins as active control, sensing, and interfacing tools
for spintronics.
- Abstract（参考訳）: 次世代情報技術の候補情報キャリアとしてスピン波が上昇している。
ダイヤモンド中の電子スピンを用いた検出の最近の実験は、制御可能な常磁性スピン浴のスピン波に対するバックアクションの研究への道を開いた。
ここではスピン波と常磁性スピンの相互作用を記述する量子論を示す。
事例研究として,イットリウム-鉄-ガーネット薄膜近傍のダイヤモンド中の窒素空転スピンのアンサンブルについて考察する。
本報告では,アンサンブルのバックアクションがスピン波スペクトルと伝搬特性の強固かつ調整可能な修正をもたらすことを示す。
これらの修正には、スピン波伝搬の完全な抑制と、異なるパラメータ構造において、その伝搬長を$\sim 50\%$で拡張することが含まれる。
さらに, スピン波の熱揺らぎが浴中における常磁性スピンの計測可能な周波数シフトを誘起することを示す。
このシフトは、ダイヤモンドメカニカル共振器で光学および/または機械的に測定できる熱分散力をもたらす。
さらに、この理論を用いて、入浴中のスピン間のスピン波による相互作用を計算する。
以上すべての効果が最先端の実験によって測定可能であることを示す。
スピン波とスピン浴のハイブリッド量子システムを記述するための理論的基礎を提供し、量子スピンのポテンシャルをスピントロニクスのアクティブ制御、センシング、界面ツールとして確立する。
関連論文リスト
- Spin-orbit torque on nuclear spins exerted by a spin accumulation via
hyperfine interactions [49.1574468325115]
本稿では、フェルミ接触と双極子相互作用からなる超微細結合が、核スピンに作用するスピン軌道トルクの応用を仲介できることを実証する。
スピン密度の平衡成分と非平衡成分に対する反応は、磁場のような成分と減衰のような成分を持つ核上のトルクである。
この核スピン軌道トルクは、核磁気モーメントを、大きさと方向で安定化制御し、核スピントロニクスを実現するためのステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-21T08:05:23Z) - Longitudinal coupling between electrically driven spin-qubits and a resonator [0.0]
電磁界によって周期的に駆動されマイクロ波共振器に結合されるゼロ磁場における量子ドットに閉じ込められたスピン量子ビットについて検討する。
Floquetスピンキュービットと共振器との間の横方向結合と縦方向結合は、駆動周波数を変化させることで選択的に活性化できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-24T17:42:41Z) - Tunable itinerant spin dynamics with polar molecules [2.830197032154302]
アイシングとスピン交換相互作用は電場の強さと向きを変えることで正確に調整される。
我々の研究は、多体スピンダイナミクスとスピンモーション物理を探索できる相互作用するスピンプラットフォームを確立する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-03T16:57:36Z) - Probing dynamics of a two-dimensional dipolar spin ensemble using single
qubit sensor [62.997667081978825]
ダイヤモンド結晶表面上の電子スピンの2次元アンサンブルにおける個々のスピンダイナミクスを実験的に検討した。
この不規則に緩やかな緩和速度は、強い力学障害の存在によるものであることを示す。
我々の研究は、強く相互作用する無秩序なスピンアンサンブルにおける量子熱化の微視的研究と制御への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-21T18:00:17Z) - Dispersive readout of molecular spin qudits [68.8204255655161]
複数の$d > 2$ スピン状態を持つ「巨大」スピンで表される磁性分子の物理を研究する。
動作の分散状態における出力モードの式を導出する。
キャビティ透過の測定により,クイディットのスピン状態が一意に決定できることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-29T18:00:09Z) - Quantum control of nuclear spin qubits in a rapidly rotating diamond [62.997667081978825]
固体中の核スピンは環境に弱く結合し、量子情報処理と慣性センシングの魅力的な候補となる。
我々は、原子核スピンコヒーレンス時間よりも高速で1,kHzで物理的に回転するダイヤモンド中の光核スピン偏光と原子核スピンの高速量子制御を実証した。
我々の研究は、それまで到達不可能だったNV核スピンの自由を解放し、量子制御と回転センシングに対する新しいアプローチを解き放つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-27T03:39:36Z) - Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin
bath [55.41644538483948]
スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。
窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。
我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z) - Driven dynamics of a quantum dot electron spin coupled to bath of
higher-spin nuclei [0.0]
量子ドットに閉じ込められた電子と周囲の核スピン環境との間の光駆動と超微細相互作用の相互作用について検討する。
超微細相互作用は動的核分極とモードロックを駆動するが、四極結合はこれらの効果に反する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-14T03:00:18Z) - Nuclear spin readout in a cavity-coupled hybrid quantum dot-donor system [0.0]
核スピンは長いコヒーレンス時間を示し、環境からかなり孤立している。
マイクロ波共振器の伝送を探索して核スピンの読み出しを行う手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-02T16:51:50Z) - Strong spin-orbit interaction and $g$-factor renormalization of hole
spins in Ge/Si nanowire quantum dots [0.0]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-08T17:54:49Z) - Spin current generation and control in carbon nanotubes by combining
rotation and magnetic field [78.72753218464803]
回転するカーボンナノチューブにおける一様磁場の存在下での弾道電子の量子力学について検討した。
印加された磁場強度と回転速度を適切に組み合わせることで、一方の電流を零に調整し、他方の電流を有限に保ち、スピン電流発生器を発生させることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-20T08:54:56Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。