論文の概要: Probing the Spatial Variation of the Inter-Valley Tunnel Coupling in a
Silicon Triple Quantum Dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12594v1
- Date: Fri, 29 Jan 2021 14:08:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 09:03:29.644832
- Title: Probing the Spatial Variation of the Inter-Valley Tunnel Coupling in a
Silicon Triple Quantum Dot
- Title（参考訳）: シリコン三重量子ドットにおけるバルブ間トンネル結合の空間的変化の探究
- Authors: F. Borjans, X. Zhang, X. Mi, G. Cheng, N. Yao, C. A. C. Jackson, L. F.
Edge, and J. R. Petta
- Abstract要約: シリコン量子ドットに閉じ込められた電子は、軌道、スピン、バレー自由度を示す。
縮退性は、ひずみと電子閉じ込めのため、シリコン量子井戸で持ち上げることができる。
- 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: Electrons confined in silicon quantum dots exhibit orbital, spin, and valley
degrees of freedom. The valley degree of freedom originates from the bulk
bandstructure of silicon, which has six degenerate electronic minima. The
degeneracy can be lifted in silicon quantum wells due to strain and electronic
confinement, but the "valley splitting" of the two lowest lying valleys is
known to be sensitive to atomic-scale disorder. Large valley splittings are
desirable to have a well-defined spin qubit. In addition, an understanding of
the inter-valley tunnel coupling that couples different valleys in adjacent
quantum dots is extremely important, as the resulting gaps in the energy level
diagram may affect the fidelity of charge and spin transfer protocols in
silicon quantum dot arrays. Here we use microwave spectroscopy to probe spatial
variations in the valley splitting, and the intra- and inter-valley tunnel
couplings ($t_{ij}$ and $t'_{ij}$) that couple dots $i$ and $j$ in a triple
quantum dot (TQD). We uncover large spatial variations in the ratio of
inter-valley to intra-valley tunnel couplings $t_{12}'/t_{12}=0.90$ and
$t_{23}'/t_{23}=0.56$. By tuning the interdot tunnel barrier we also show that
$t'_{ij}$ scales linearly with $t_{ij}$, as expected from theory. The results
indicate strong interactions between different valley states on neighboring
dots, which we attribute to local inhomogeneities in the silicon quantum well.
- Abstract（参考訳）: シリコン量子ドットに閉じ込められた電子は、軌道、スピン、バレー自由度を示す。
谷の自由度は6つの縮退した電子的ミニマを持つシリコンのバルクバンド構造に由来する。
縮退性は、ひずみと電子閉じ込めによるシリコン量子井戸で持ち上げることができるが、最も低い2つの谷の「バレー分割」は原子スケールの障害に敏感であることが知られている。
大きな谷の分割はよく定義されたスピンキュービットを持つことが望ましい。
さらに、隣接する量子ドットに異なる谷を結合するバレー間トンネル結合の理解は、エネルギー準位図のギャップがシリコン量子ドットアレイにおける電荷およびスピン移動プロトコルの忠実性に影響を与える可能性があるため、非常に重要である。
ここで、マイクロ波分光法を用いて谷の分割における空間的変動を観測し、三重量子ドット (tqd) 内の2つの点 (i$ と $j$) を結合したトンネル内結合 (t_{ij}$ と $t'_{ij}$) を観測する。
谷間と谷内トンネルの結合率の空間的変化は、$t_{12}'/t_{12}=0.90$と$t_{23}'/t_{23}=0.56$である。
インタードットトンネル障壁をチューニングすることにより、理論上予想されるように$t'_{ij}$が$t_{ij}$と線形にスケールすることを示す。
その結果, シリコン量子井戸の局所的不均一性に起因する近傍の点における谷間相互作用が強いことが示唆された。
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