論文の概要: Millisecond electron spin coherence time for erbium ions in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.10021v1
- Date: Wed, 19 Jul 2023 15:01:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-20 13:38:15.696464
- Title: Millisecond electron spin coherence time for erbium ions in silicon
- Title（参考訳）: シリコン中のエルビウムイオンのミリ秒電子スピンコヒーレンス時間
- Authors: Ian R. Berkman, Alexey Lyasota, Gabriele G. de Boo, John G.
Bartholomew, Shao Q. Lim, Brett C. Johnson, Jeffrey C. McCallum, Bin-Bin Xu,
Shouyi Xie, Nikolay V. Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, Rose L. Ahlefeldt,
Matthew J. Sellars, Chunming Yin, Sven Rogge
- Abstract要約: 我々は、核スピンフリーシリコン結晶内で測定された、長い光スピンコヒーレンス時間と電子スピンコヒーレンス時間を持つ通信互換Er3+サイトについて報告する。
これらの特性は、幅広い量子情報処理用途にシリコンで光学的にアクセス可能なスピンを使用するための重要なマイルストーンである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3195452129229448
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spins in silicon that are accessible via a telecom-compatible optical
transition are a versatile platform for quantum information processing that can
leverage the well-established silicon nanofabrication industry. Key to these
applications are long coherence times on the optical and spin transitions to
provide a robust system for interfacing photonic and spin qubits. Here, we
report telecom-compatible Er3+ sites with long optical and electron spin
coherence times, measured within a nuclear spin-free silicon crystal (<0.01%
29Si) using optical detection. We investigate two sites and find 0.1 GHz
optical inhomogeneous linewidths and homogeneous linewidths below 70 kHz for
both sites. We measure the electron spin coherence time of both sites using
optically detected magnetic resonance and observe Hahn echo decay constants of
0.8 ms and 1.2 ms at around 11 mT. These optical and spin properties of Er3+:Si
are an important milestone towards using optically accessible spins in silicon
for a broad range of quantum information processing applications.
- Abstract（参考訳）: テレコム互換の光遷移を通じてアクセス可能なシリコンのスピンは、確立されたシリコンナノファブリケーション産業を活用する量子情報処理のための汎用的なプラットフォームである。
これらの応用の鍵は光およびスピン遷移における長いコヒーレンス時間であり、フォトニックおよびスピン量子ビットを対向させる堅牢なシステムを提供する。
本稿では, 核スピンフリーシリコン結晶(<0.01% 29Si)内での光検出により, 長い光スピンコヒーレンス時間と電子スピンコヒーレンス時間を計測したEr3+サイトについて報告する。
両サイトについて,2つのサイトを調査し,0.1GHzの光不均一線幅と70kHz以下の均一線幅を求める。
光検出磁気共鳴を用いて両部位の電子スピンコヒーレンス時間を測定し、約11mTでハーンエコー崩壊定数0.8msと1.2msを観測する。これらのEr3+:Siの光学的およびスピン特性は、幅広い量子情報処理用途にシリコンの光アクセス性スピンを使用するための重要なマイルストーンである。
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