論文の概要: Unifying recent experiments on spin-valley locking in TMDC quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.21814v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 07:34:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-30 13:39:19.348828
• Title: Unifying recent experiments on spin-valley locking in TMDC quantum dots
• Title（参考訳）: TMDC量子ドットにおけるスピンバレーロックに関する最近の実験の統一化
• Authors: Aakash Shandilya, Sundeep Kapila, Radha Krishnan, Bent Weber, Bhaskaran Muralidharan,
• Abstract要約: 遷移金属ジアルコゲナイド (TMDCs) では、スピン-バレー・ロックはスピン-軌道結合強度が強いため、特に強いことが期待されている。 我々は、それらの基底および励起状態輸送分光シグネチャを統一的な理論的枠組みで数値的にシミュレートする。 シミュレーションにより,TMDC量子ドットの最小電子限界での予測モデリングツールが提供される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.027640127328754
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• Abstract: The spin-valley or Kramers qubit promises significantly enhanced spin-valley lifetimes due to strong coupling of the electrons' spin to their momentum (valley) degrees of freedom. In transition metal dichalcogenides (TMDCs) such spin-valley locking is expected to be particularly strong owing to the significant intrinsic spin-orbit coupling strength. Very recently, a small number of experiments on TMDC quantum dots have put forth evidence for spin-valley locking for the first time at the few-electron limit. Employing quantum transport theory, here we numerically simulate their ground- and excited-state transport spectroscopy signatures in a unified theoretical framework. In doing so, we reveal the operating conditions under which spin-valley locking occurs in TMDC quantum dots, thereby weaving the connection between intrinsic material properties and the experimental data under diverse conditions. Our simulations thus provide a predictive modeling tool for TMDC quantum dots at the few-electron limit allowing us to deduce from experiments the degree of spin-valley locking based on the SOC strength, inter-valley mixing, and the spin and valley $g$-factors. Our theoretical analysis provides an important milestone towards the next challenge of experimentally confirming valley-relaxation times using single-shot projective measurements
• Abstract（参考訳）: スピンバレーまたはクラマーズ量子ビットは、電子スピンと運動量(バレー)の強い結合によりスピンバレー寿命を著しく向上させる。 遷移金属ジアルコゲナイド (TMDCs) では、スピン-バレー・ロックはスピン-軌道結合強度が強いため、特に強いことが期待されている。 最近、TMDC量子ドットに関する少数の実験が、数電子制限で初めてスピンバレーロックの証拠を提出した。 ここでは、量子輸送理論を用いて、それらの基底および励起状態輸送分光シグネチャを統一的な理論的枠組みで数値的にシミュレートする。 そこで本研究では,TMDC量子ドットにおけるスピンバレーロックの動作条件を明らかにし,本質的な材料特性と実験データとの接続を多種多様な条件で織り込む。 シミュレーションにより,数電子制限下でTMDC量子ドットの予測モデリングツールを提供し,SOC強度,バルリー間混合,スピンとバレーの$g$-factorsに基づくスピン・ヴァレー・ロックの程度を推定することができる。 我々の理論分析は、単発射影測定による谷の相対時間実験の次の挑戦に向けた重要なマイルストーンとなる。

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