論文の概要: Spin-helical detection in a semiconductor quantum device with ferromagnetic contacts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.02884v1
• Date: Wed, 7 Apr 2021 03:18:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-05 02:39:09.462427
• Title: Spin-helical detection in a semiconductor quantum device with ferromagnetic contacts
• Title（参考訳）: 強磁性接触半導体量子デバイスにおけるスピンヘリカル検出
• Authors: Zedong Yang, Paul A. Crowell and Vlad S. Pribiag
• Abstract要約: 量子干渉のような現実的なデバイス効果が存在する場合でも、高い感度でヘリカルモードを検出することができることを示す。 この結果は、Majorana量子ビットの開発だけでなく、スピンベースの量子デバイスの実現にも注目されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.024171019220503395
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spin-helical states, which arise in quasi-one-dimensional (1D) channels with spin-orbital (SO) coupling, underpin efforts to realize topologically-protected quantum bits based on Majorana modes in semiconductor nanowires. Detecting helical states is challenging due to non-idealities present in real devices. Here we show by means of tight-binding calculations that by using ferromagnetic contacts it is possible to detect helical modes with high sensitivity even in the presence of realistic device effects, such as quantum interference. This is possible because of the spin-selective transmission properties of helical modes. In addition, we show that spin-polarized contacts provide a unique path to investigate the spin texture and spin-momentum locking properties of helical states. Our results are of interest not only for the ongoing development of Majorana qubits, but also as for realizing possible spin-based quantum devices, such as quantum spin modulators and interconnects based on spin-helical channels.
• Abstract（参考訳）: スピン軌道(so)カップリングを持つ準一次元(1次元)チャネルで発生するスピンヘリカル状態は、半導体ナノワイヤのマヨラナモードに基づく位相保護量子ビットの実現を試みている。 現実のデバイスに存在する非理想性のため、ヘリカル状態の検出は困難である。 ここでは強結合計算を用いて、量子干渉のような現実的なデバイス効果が存在する場合でも、強磁性接触を用いて高い感度でヘリカルモードを検出することができることを示す。 これはヘリカルモードのスピン選択透過特性のためである。 さらに, スピン偏極接触は, ヘリカル状態のスピンテクスチャとスピン運動ロック特性を調べるための一意な経路を与えることを示した。 その結果、マヨラナ量子ビットの開発が進行中であるだけでなく、量子スピン変調器やスピンヘリカルチャネルに基づく相互接続といったスピンベースの量子デバイスの実現にも注目された。

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