論文の概要: Driven dynamics of a quantum dot electron spin coupled to bath of higher-spin nuclei

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07227v2
• Date: Thu, 17 Dec 2020 15:21:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-20 21:31:16.613519
• Title: Driven dynamics of a quantum dot electron spin coupled to bath of higher-spin nuclei
• Title（参考訳）: 高スピン核の浴と結合した量子ドット電子スピンの駆動動力学
• Authors: Arian Vezvaee, Girish Sharma, Sophia E. Economou, and Edwin Barnes
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The interplay of optical driving and hyperfine interaction between an electron confined in a quantum dot and its surrounding nuclear spin environment produces a range of interesting physics such as mode-locking. In this work, we go beyond the ubiquitous spin 1/2 approximation for nuclear spins and present a comprehensive theoretical framework for an optically driven electron spin in a self-assembled quantum dot coupled to a nuclear spin bath of arbitrary spin. Using a dynamical mean-field approach, we compute the nuclear spin polarization distribution with and without the quadrupolar coupling. We find that while hyperfine interactions drive dynamic nuclear polarization and mode-locking, quadrupolar couplings counteract these effects. The tension between these mechanisms is imprinted on the steady-state electron spin evolution, providing a way to measure the importance of quadrupolar interactions in a quantum dot. Our results show that higher-spin effects such as quadrupolar interactions can have a significant impact on the generation of dynamic nuclear polarization and how it influences the electron spin evolution.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットに閉じ込められた電子とその周囲の核スピン環境の間の光駆動と超微細な相互作用の相互作用は、モード同期のような興味深い物理学を生み出す。 本研究では、核スピンのユビキタススピン1/2近似を超えて、任意のスピンの核スピン浴に結合した自己集合量子ドットにおける光駆動電子スピンの包括的な理論的枠組みを示す。 動的平均場法を用いて、四極子カップリングの有無にかかわらず核スピン分極分布を計算する。 超微細相互作用は動的核分極とモードロックを促進するが、四極結合はこれらの効果に反する。 これらの機構間の張力は定常状態の電子スピン発展にインプリントされ、量子ドットにおける四極子相互作用の重要性を測定する方法を提供する。 その結果、四極子相互作用のような高スピン効果は、動的核偏極の発生とそれが電子スピンの進化に与える影響に大きな影響を与えることが示された。

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