論文の概要: g-factor theory of Si/SiGe quantum dots: spin-valley and giant renormalization effects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19795v1
• Date: Fri, 27 Dec 2024 18:50:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:24:54.754223
• Title: g-factor theory of Si/SiGe quantum dots: spin-valley and giant renormalization effects
• Title（参考訳）: Si/SiGe量子ドットのg因子理論:スピンバレーと巨大再正規化効果
• Authors: Benjamin D. Woods, Merritt P. Losert, Robert Joynt, Mark Friesen,
• Abstract要約: Si/SiGe量子ドットの$g$-factor物理を理解することは、高品質なスピン量子ビットの実現に不可欠である。 我々は容易に計算可能な行列要素の観点で$g$を与える理論を構築する。 従来のSi/SiGe量子井戸と比較して、$g$-factorのかなりの再正規化が見られる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Understanding the $g$-factor physics of Si/SiGe quantum dots is crucial for realizing high-quality spin qubits. While previous work has explained some aspects of $g$-factor physics in idealized geometries, the results do not extend to general cases and they miss several important features. Here, we construct a theory that gives $g$ in terms of readily computable matrix elements, and can be applied to all Si/SiGe heterostructures of current interest. As a concrete example, which currently has no $g$-factor understanding, we study the so-called Wiggle Well structure, containing Ge concentration oscillations inside the quantum well. Here we find a significant renormalization of the $g$-factor compared to conventional Si/SiGe quantum wells. We also uncover a giant $g$-factor suppression of order $\mathcal{O}(1)$, which arises due to spin-valley coupling, and occurs at locations of low valley splitting. Our work therefore opens up new avenues for $g$-factor engineering in Si/SiGe quantum dots.
• Abstract（参考訳）: Si/SiGe量子ドットの$g$-factor物理を理解することは、高品質なスピン量子ビットの実現に不可欠である。 これまでの研究は、理想化された幾何学における$g$-factor Physicsのいくつかの側面を説明しているが、結果は一般的な場合にまで拡張されず、いくつかの重要な特徴を欠いている。 ここでは、容易に計算可能な行列要素の項で$g$を与える理論を構築し、現在の関心を持つすべてのSi/SiGeヘテロ構造に適用することができる。 具体的な例として、現在$g$-factorの理解がないため、量子井戸内部にGe濃度の振動を含むいわゆるウィグルウェル構造について研究する。 ここでは、従来のSi/SiGe量子井戸と比較して、$g$-factorのかなりの再正規化が見つかる。 また、スピンバルブカップリングによって生じる$\mathcal{O}(1)$の巨大な$g$-factorの抑制も発見し、低谷分割の場所で発生する。 そこで、Si/SiGe量子ドットにおける$g$-factorエンジニアリングのための新しい道を開く。

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