論文の概要: Valley Splitting Correlations Across a Silicon Quantum Well

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12455v1
• Date: Wed, 16 Apr 2025 19:41:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-18 14:35:37.741546
• Title: Valley Splitting Correlations Across a Silicon Quantum Well
• Title（参考訳）: シリコン量子井戸間の谷分割相関
• Authors: Jonathan C. Marcks, Emily Eagen, Emma C. Brann, Merritt P. Losert, Tali Oh, John Reily, Christopher S. Wang, Daniel Keith, Fahd A. Mohiyaddin, Florian Luthi, Matthew J. Curry, Jiefei Zhang, F. Joseph Heremans, Mark Friesen, Mark A. Eriksson,
• Abstract要約: インテルが製造した1次元量子ドットアレイにおける谷分割のばらつきについて検討する。 本研究は,スケーラブルデバイス設計に必要なSi/SiGeヘテロ構造をメソスコピックで理解する手法を開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum dots in SiGe/Si/SiGe heterostructures host coherent electron spin qubits, which are promising for future quantum computers. The silicon quantum well hosts near-degenerate electron valley states, creating a low-lying excited state that is known to reduce spin qubit readout and control fidelity. The valley energy splitting is dominated by the microscopic disorder in the SiGe alloy and at the Si/SiGe interfaces, and while Si devices are compatible with large-scale semiconductor manufacturing, achieving a uniformly large valley splitting energy across a many-qubit device spanning mesoscopic distances is an outstanding challenge. In this work we study valley splitting variations in a 1D quantum dot array manufactured by Intel. We observe correlations in valley splitting, at both sub-100nm (single gate) and >1{\mu}m (device) lengthscales, that are consistent with alloy disorder-dominated theory and simulation. Our results develop the mesoscopic understanding of Si/SiGe heterostructures necessary for scalable device design.
• Abstract（参考訳）: SiGe/Si/SiGeヘテロ構造中の量子ドットはコヒーレント電子スピン量子ビットをホストし、将来の量子コンピュータに期待できる。 シリコン量子井戸は、ほぼ縮退した電子谷状態をホストし、スピン量子ビットの読み出しを減らし、忠実さを制御することで知られている低い励起状態を生成する。 バレーエネルギー分割はSiGe合金およびSi/SiGe界面の微視的障害に支配されており、Siデバイスは大規模半導体製造と互換性があるが、メソスコープ距離の多ビットデバイス間で均一に大きな谷分割エネルギーを達成することは、注目すべき課題である。 本研究は,Intelによって製造された1次元量子ドットアレイにおける谷分割のばらつきについて検討する。 本研究では,100nm以下(単一ゲート)と1{\mu}m以上(デバイス)の双方で谷分割の相関関係を観察する。 本研究は,スケーラブルデバイス設計に必要なSi/SiGeヘテロ構造をメソスコピックで理解する手法を開発した。

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