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: 翻訳完了
• 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
• 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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