論文の概要: Simulation of single hole spin qubit in strained triangular FinFET quantum devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22267v1
• Date: Wed, 28 May 2025 11:54:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-29 17:35:50.583675
• Title: Simulation of single hole spin qubit in strained triangular FinFET quantum devices
• Title（参考訳）: ひずみした三角形FinFET量子デバイスにおける単一ホールスピン量子ビットのシミュレーション
• Authors: Ilan Bouquet, Jiang Cao, Mathieu Luisier,
• Abstract要約: 必要な量子ドット(QD)のゲート誘起生成は、ルッティンガー・コーン6x6 kp法に基づいて監視される。 これらの指標は, ひずみ依存性の強い大きさ変化を示すことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7896747631644656
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Using an in-house Schroedinger-Poisson (SP) solver, we investigate the creation of a single hole spin qubit inside a triple-gate triangular silicon fin field effect transistor (Si FinFET) quantum device similar to experimental structures. The gate induced formation of the required quantum dot (QD) is monitored based on the Luttinger-Kohn 6x6 kp method accounting for magnetic fields and strain to determine the qubit ground state. Strain arises from the inhomogeneous contraction of the different FinFET components when they are cooled down to cryogenic temperatures. It leads to a renormalization of the qubit energy levels, thus impacting both the heavy-hole (HH) and light-hole (LH) populations as well as their mixing. The dot length, band mixing, g-factor, and Larmor/Rabi frequencies of the considered device are extracted. In particular, we show that these metrics exhibit strong strain-dependent variations of their magnitude, thus underlying the importance of including realistic thermal contraction scenarios when modeling hole spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 内部のSchroedinger-Poisson (SP) ソルバを用いて, 実験構造に類似した3ゲート三角形シリコンフィン電界効果トランジスタ (Si FinFET) 内部の単一ホールスピン量子ビットの生成について検討した。 所要量子ドット(QD)のゲート誘起生成は、磁場とひずみを考慮したルッティンガー・コーン6x6kp法に基づいて監視され、量子ビット基底状態を決定する。 ひずみは、低温に冷却されると異なるFinFET成分の不均一な収縮から生じる。 これにより、クォービットエネルギー準位が再正規化され、重孔(HH)と光孔(LH)の両集団と混合に影響を及ぼす。 検討対象装置の点長、バンド混合、g因子、ラーモア/ラビ周波数を抽出する。 特に, これらの測定値は, ひずみ依存性の強い大きさ変化を示し, ホールスピン量子ビットのモデル化において, 現実的な熱収縮シナリオを含むことの重要性を裏付けるものである。

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