論文の概要: Strained Donor-Bound Excitons in $^{28}$Si

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.09252v1
• Date: Fri, 10 Oct 2025 10:45:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 00:38:48.713018
• Title: Strained Donor-Bound Excitons in $^{28}$Si
• Title（参考訳）: $^{28}$Siにおけるひずみドナー境界励起子
• Authors: David A. Vogl, Noah L. Braitsch, Başak Ç. Özcan, Niklas S. Vart, M. L. W. Thewalt, Martin S. Brandt,
• Abstract要約: 等方的に濃縮された28ドルSiにおいてドナー結合エキシトン転移(D$0$$rightarrow,$D$0$X)に対する中性ドナーについて検討する。 一軸電子変形ポテンシャル$Xi_mathrmu$は、シリコン中の他の状態や遷移の値よりもかなり大きい。 本結果は,D$0$X遷移に基づくシリコン量子デバイスの設計に重要なパラメータセットを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a comprehensive experimental study of the neutral donor to donor-bound exciton transition (D$^0$$\rightarrow\,$D$^0$X) in isotopically enriched $^{28}$Si, focusing on the group-V donors P, As, and Sb under finely tuned uniaxial stress along the [100] and [110] crystal axes and magnetic fields from 3.5 mT to 1.7 T. From these measurements, donor-specific deformation potentials are extracted. The uniaxial electron deformation potential $\Xi_\mathrm{u}$ is found to be significantly larger than values reported for other states or transitions in silicon and shows a clear dependence on the donor species, indicating an increased sensitivity of the D$^0$X state to strain and central-cell effects. We also observe a magnetic field dependence of the hole shear deformation potential $d$, suggesting a more complex strain coupling mechanism than captured by standard theory. Diamagnetic shift parameters determined from Zeeman spectra show good agreement with earlier measurements. Our results provide a refined parameter set critical for the design of silicon quantum devices based on D$^0$X transitions.
• Abstract（参考訳）: 我々は,[100] および[110] 結晶軸および磁場を3.5mTから1.7Tまで微細に調整した一軸応力下での群-VドナーP,As,Sbに着目し,同相的に濃縮された$^{28}$Siにおけるドナー結合エキシトン転移(D$^0$\rightarrow\,$D$^0$X)に対する中性ドナーの総合的研究を行った。 一軸電子変形ポテンシャル$\Xi_\mathrm{u}$は、シリコン中の他の状態や遷移の値よりも著しく大きく、ドナー種への明らかな依存を示し、D$^0$X状態のひずみや中心細胞効果に対する感受性の上昇を示す。 また, ホールせん断変形ポテンシャル$d$の磁場依存性も観察し, 標準理論よりも複雑なひずみカップリング機構が示唆された。 ゼーマンスペクトルから決定された反磁性シフトパラメータは、以前の測定とよく一致している。 この結果,D$0$X遷移に基づくシリコン量子デバイスの設計に重要なパラメータセットが得られた。

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