論文の概要: Wigner-molecularization-enabled dynamic nuclear field programming
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.11655v1
- Date: Sun, 24 Jul 2022 04:14:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-03 22:15:01.266752
- Title: Wigner-molecularization-enabled dynamic nuclear field programming
- Title（参考訳）: Wigner-Molecularization 対応動的核場プログラミング
- Authors: Wonjin Jang, Jehyun Kim, Jaemin Park, Gyeonghun Kim, Min-Kyun Cho,
Hyeongyu Jang, Sangwoo Sim, Byoungwoo Kang, Hwanchul Jung, Vladimir Umansky,
and Dohun Kim
- Abstract要約: GaAs二重QDにおける人工三電子WMと核環境との間のスピン移動の効率的な制御を示す。
We confirmed the multiplet spin structure of a WM, weaving the way to active control of new correlation electron state for application for mesoscopic environment engineering。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.545763876632975
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Multielectron semiconductor quantum dots (QDs) provide a novel platform to
study the role of Coulomb correlations in finite quantum systems and their
impact on many-body energy spectra. An example is the formation of
interaction-driven, spatially localized electron states of Wigner molecules
(WMs). Although Wigner molecularization has been confirmed by real-space
imaging and coherent spectroscopy, the open system dynamics of the
strongly-correlated states with the environment are not yet well understood.
Here, we demonstrate efficient control of spin transfer between an artificial
three-electron WM and the nuclear environment in a GaAs double QD. A
Landau-Zener sweep-based polarization sequence and low-lying anti-crossings of
spin multiplet states enabled by Wigner molecularization are utilized. An
efficient polarization rate of 2.58 $h \cdotp kHz \cdotp (g^* \cdotp
\mu_B)^{-1}$ per electron spin flip and, consequently, programmable nuclear
polarization by controlled single-electron tunneling are achieved. Combined
with coherent control of spin states, we achieve control of magnitude,
polarity, and site dependence of the nuclear field. It is demonstrated that the
same level of control cannot be achieved in the non-interacting regime. Thus,
we confirm the multiplet spin structure of a WM, paving the way for active
control of newly emerging correlated electron states for application in
mesoscopic environment engineering.
- Abstract（参考訳）: 多電子半導体量子ドット(qds)は、有限量子系におけるクーロン相関の役割と多体エネルギースペクトルへの影響を研究する新しいプラットフォームを提供する。
例えば、wigner分子(wms)の相互作用駆動、空間局在電子状態の形成がある。
ウィグナー分子化は実空間イメージングとコヒーレント分光によって確認されているが、環境と強く関連している状態の開系力学はまだよく分かっていない。
本稿では,人工三電子WMと核環境との間のスピン移動の効率的な制御をGaAs二重QDで実証する。
wigner分子化によって実現されるlandau-zener sweep-based polarization sequenceとスピン多重状態の低次アンチクロスを利用する。
効率的な偏光速度は2.58 $h \cdotp kHz \cdotp (g^* \cdotp \mu_B)^{-1}$1電子スピンフリップであり、制御された単一電子トンネルによるプログラム可能な核偏光を実現する。
スピン状態のコヒーレント制御と組み合わさって、核場の大きさ、極性、および部位依存性の制御を実現する。
非相互作用体制では、同じレベルの制御が達成できないことが示されている。
したがって、WMの多重スピン構造を確認し、メソスコピック環境工学への応用のために、新たに出現する相関電子状態のアクティブな制御方法を編み出した。
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