論文の概要: Valley splittings in Si/SiGe quantum dots with a germanium spike in the
silicon well
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.08232v1
- Date: Fri, 16 Apr 2021 17:14:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-03 10:57:54.565351
- Title: Valley splittings in Si/SiGe quantum dots with a germanium spike in the
silicon well
- Title（参考訳）: シリコン井戸にゲルマニウムスパイクを有するSi/SiGe量子ドットのバレー分裂
- Authors: Thomas McJunkin, E. R. MacQuarrie, Leah Tom, S. F. Neyens, J. P.
Dodson, Brandur Thorgrimsson, J. Corrigan, H. Ekmel Ercan, D. E. Savage, M.
G. Lagally, Robert Joynt, S. N. Coppersmith, Mark Friesen, M. A. Eriksson
- Abstract要約: 量子井戸中のゲルマニウム濃度のスパイクを含むSi/SiGeヘテロ構造を改良する。
本研究では、垂直電場と横点閉じ込めの機能として、大きくて広く調整可能な谷分割を実証する。
この安定なチューナブル量子ドットの実験的な証拠は、ヘテロ構造への急激な変化にもかかわらず、将来のヘテロ構造修飾の基礎となる。
- 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: Silicon-germanium heterostructures have successfully hosted quantum dot
qubits, but the intrinsic near-degeneracy of the two lowest valley states poses
an obstacle to high fidelity quantum computing. We present a modification to
the Si/SiGe heterostructure by the inclusion of a spike in germanium
concentration within the quantum well in order to increase the valley
splitting. The heterostructure is grown by chemical vapor deposition and
magnetospectroscopy is performed on gate-defined quantum dots to measure the
excited state spectrum. We demonstrate a large and widely tunable valley
splitting as a function of applied vertical electric field and lateral dot
confinement. We further investigate the role of the germanium spike by means of
tight-binding simulations in single-electron dots and show a robust doubling of
the valley splitting when the spike is present, as compared to a standard
(spike-free) heterostructure. This doubling effect is nearly independent of the
electric field, germanium content of the spike, and spike location. This
experimental evidence of a stable, tunable quantum dot, despite a drastic
change to the heterostructure, provides a foundation for future heterostructure
modifications.
- Abstract（参考訳）: シリコン-ゲルマニウムのヘテロ構造は量子ドット量子ビットのホストに成功しているが、2つの低いバレー状態の内在的近接縮退は高忠実性量子コンピューティングの障害となる。
谷の分割を増加させるために, 量子井戸内のゲルマニウム濃度のスパイクを包含することにより, si/sigeヘテロ構造を変化させる。
ヘテロ構造は化学気相沈着によって成長し、励起状態スペクトルを測定するためにゲート定義量子ドット上で磁気分光を行う。
垂直電界と横点閉じ込めの作用として, 大きく, 広く調整可能な谷分断を実演する。
さらに,単電子ドットにおけるタイト結合シミュレーションによるゲルマニウムスパイクの役割について検討し,標準(スパイクフリー)ヘテロ構造と比較して,スパイクが存在する場合の谷分割の頑健な二重化を示す。
この二重効果は、電場、スパイクのゲルマニウム含有量、スパイク位置とほぼ独立である。
この安定で変化可能な量子ドットの実験的な証拠は、ヘテロ構造への急激な変化にもかかわらず、将来のヘテロ構造修飾の基礎となる。
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