論文の概要: Electron Lateral Trapping Induced by Non-Uniform Thickness in Solid Neon Layers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.10351v1
• Date: Sat, 11 Oct 2025 21:56:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 18:06:29.903576
• Title: Electron Lateral Trapping Induced by Non-Uniform Thickness in Solid Neon Layers
• Title（参考訳）: 固体ネオン層における非均一厚みによる電子側トラッピング
• Authors: Toshiaki Kanai, Chuanwei Zhang,
• Abstract要約: 固体ネオン層の有限厚さと非均一性が電子トラップに及ぼす影響について検討した。 電子の側方トラップ電位を生成するナノ基板機構を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6445605125467574
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent experimental advances highlight electron charge qubits floating above solid neon as an emerging promising platform for quantum computing, but the physical origin of single-electron lateral trapping is still not fully understood. While prior theoretical work has mainly examined electrons above bulk solid neon, experimental systems usually feature neon layers of only $\lesssim 10$ nm thickness and non-uniformity, highlighting unresolved questions about how thickness influences electron trapping. Here we theoretically investigate the effect of finite thickness and non-uniformity of solid neon layers on electron trapping. For a 10 nm layer, the electron binding energy is enhanced threefold compared to bulk. Exploiting this thickness dependence, we propose a nanopatterned-substrate mechanism in which engineered thickness variations generate lateral trapping potentials for electrons. The lateral trapping potential can be finely tuned by a perpendicular electric field. Such non-uniform-thickness induced electron charge qubits open a viable pathway toward building multi-qubit systems for quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 最近の実験では、固体ネオンの上に浮遊する電子電荷量子ビットが量子コンピューティングの新たなプラットフォームとして注目されているが、単一電子の側方トラップの物理的起源は未だ完全には理解されていない。 以前の理論的研究は主にバルク固体ネオン上の電子を調べたが、実験システムは通常、厚さが電子トラップにどのように影響するかという未解決の疑問を浮き彫りにして、わずか$\lesssim 10$ nmのネオン層と非均一性のみを特徴としている。 ここでは, 固体ネオン層が電子トラップに及ぼす有限厚さおよび非均一性の影響を理論的に検討する。 10nm層では、電子結合エネルギーはバルクに比べて3倍に増強される。 この厚み依存を突破し, 電子の側方トラップ電位を発生させるナノパターン基板機構を提案する。 横トラップ電位は垂直電場によって微調整することができる。 このような一様でない厚さの電子電荷量子ビットは、量子計算のためのマルチキュービットシステムを構築するための実行可能な経路を開く。

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