論文の概要: Mapping of valley-splitting by conveyor-mode spin-coherent electron shuttling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.17694v1
• Date: Fri, 29 Dec 2023 17:21:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-02 08:51:27.916523
• Title: Mapping of valley-splitting by conveyor-mode spin-coherent electron shuttling
• Title（参考訳）: コンベアモードスピンコヒーレント電子シャットリングによる谷分割のマッピング
• Authors: Mats Volmer, Tom Struck, Arnau Sala, Bingjie Chen, Max Oberl\"ander, Tobias Offermann, Ran Xue, Lino Visser, Jhih-Sian Tu, Stefan Trellenkamp, {\L}ukasz Cywi\'nski, Hendrik Bluhm, Lars R. Schreiber
• Abstract要約: Si/SiGeヘテロ構造では、低い励起谷状態は電子スピン量子ビットの操作性とスケーラビリティを著しく制限する。 電子スピン対をプローブとした局所谷分割の2次元マッピング法を提案する。 我々の手法は、スケーラブルな量子コンピューティングのためのSi/SiGeヘテロ構造を工学するための貴重なツールとなるかもしれない。
• 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: In Si/SiGe heterostructures, the low-lying excited valley state seriously limit operability and scalability of electron spin qubits. For characterizing and understanding the local variations in valley splitting, fast probing methods with high spatial and energy resolution are lacking. Leveraging the spatial control granted by conveyor-mode spin-coherent electron shuttling, we introduce a method for two-dimensional mapping of the local valley splitting by detecting magnetic field dependent anticrossings of ground and excited valley states using entangled electron spin-pairs as a probe. The method has sub-{\mu}eV energy accuracy and a nanometer lateral resolution. The histogram of valley splittings spanning a large area of 210 nm by 18 nm matches well with statistics obtained by the established but time-consuming magnetospectroscopy method. For the specific heterostructure, we find a nearly Gaussian distribution of valley splittings and a correlation length similar to the quantum dot size. Our mapping method may become a valuable tool for engineering Si/SiGe heterostructures for scalable quantum computing.
• Abstract（参考訳）: Si/SiGeヘテロ構造では、低い励起谷状態は電子スピン量子ビットの操作性とスケーラビリティを著しく制限する。 谷分割の局所的変動を特徴づけ,理解するためには,空間分解能とエネルギー分解能の高い高速探査法が欠如している。 コンベアモードのスピンコヒーレント電子シャットリングにより与えられる空間制御を応用し, エンタングル電子スピンペアをプローブとして磁場依存性の反交差と励起谷状態を検出することにより, 局所谷分割の2次元マッピング法を提案する。 この方法は、サブ真空eVエネルギー精度とナノメートル横方向分解能を有する。 210nm×18nmの広い領域にまたがる谷の分割のヒストグラムは、確立されているが時間のかかる磁気スペクトロメトリー法によって得られた統計とよく一致している。 特異なヘテロ構造については、谷分割のほぼガウス分布と量子ドットサイズに類似した相関長を求める。 このマッピング手法は、スケーラブルな量子コンピューティングのためのsi/sigeヘテロ構造を工学する上で有用なツールとなるかもしれない。

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