論文の概要: Low Temperature Relaxation of Donor Bound Electron Spins in $^{28}$Si:P

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.05633v1
• Date: Mon, 12 Apr 2021 16:54:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-04 01:42:17.185827
• Title: Low Temperature Relaxation of Donor Bound Electron Spins in $^{28}$Si:P
• Title（参考訳）: $^{28}$Si:Pにおけるドナー境界電子スピンの低温緩和
• Authors: Eduard Sauter, Nikolay V. Abrosimov, Jens H\"ubner, Michael Oestreich
• Abstract要約: 超純度、等方性に富んだリンをドープした28ドルSi:Pでドナー結合電子のスピン格子緩和を測定する。 28ドルSi:Pのスピン緩和速度は、温度が1K以下になると直線的に増加する。 強磁場では、スピン緩和は磁場依存の単一フォノンスピン緩和過程によって支配される。
• 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 measure the spin-lattice relaxation of donor bound electrons in ultrapure, isotopically enriched, phosphorus-doped $^{28}$Si:P. The optical pump-probe experiments reveal at low temperatures extremely long spin relaxation times which exceed 20 h. The $^{28}$Si:P spin relaxation rate increases linearly with temperature in the regime below 1 K and shows a distinct transition to a T$^9$ dependence which dominates the spin relaxation between 2 and 4 K at low magnetic fields. The T$^7$ dependence reported for natural silicon is absent. At high magnetic fields, the spin relaxation is dominated by the magnetic field dependent single phonon spin relaxation process. This process is well documented for natural silicon at finite temperatures but the $^{28}$Si:P measurements validate additionally that the bosonic phonon distribution leads at very low temperatures to a deviation from the linear temperature dependence of $\Gamma$ as predicted by theory.
• Abstract（参考訳）: ドナー結合電子のスピン格子緩和を超純度、等方性に富み、リンをドープした$^{28}$si:p で測定する。 光ポンププローブ実験は、極低温で20時間を超える極長スピン緩和時間を示す。 $^{28}$Si:Pのスピン緩和速度は1K以下の状態の温度とともに直線的に増加し、低磁場で2Kから4Kの間のスピン緩和を支配するT$^9$依存への明確な遷移を示す。 天然シリコンに対するT$^7$依存性は欠落している。 高磁場では、スピン緩和は磁場に依存する単一フォノンスピン緩和過程によって支配される。 この過程は有限温度での天然シリコンについてよく記録されているが、$^{28}$si:pの観測により、ボソニックフォノン分布は非常に低温で、理論によって予測された$\gamma$の線形温度依存性から逸脱する。

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