論文の概要: Ultra-slow orbital and spin dynamics in an electrically tunable quantum dot molecule

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.05610v1
• Date: Thu, 05 Mar 2026 19:06:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-09 13:17:44.369856
• Title: Ultra-slow orbital and spin dynamics in an electrically tunable quantum dot molecule
• Title（参考訳）: 電気的に調節可能な量子ドット分子における超スロー軌道とスピンダイナミクス
• Authors: Christopher Thalacker, Michelle Lienhart, Markus Stöcker, Nadeem Akhlaq, Irina Ivanova, Nikolai Bart, Arne Ludwig, Johannes Schall, Stephan Reitzenstein, Dirk Reuter, Steffen Wilksen, Christopher Gies, Krzysztof Gawarecki, Paweł Machnikowski, Kai Müller, Jonathan Finley,
• Abstract要約: トンネル結合型光学活性量子ドット分子(QDM)はスピン光子界面として機能し、スピンが結合している。 電子スピンが2つある単一QDMのシーケンシャル光電荷を実証する。 一スピン状態と二スピン状態に対する軌道とスピンの緩和ダイナミクスを、軌道状態のエネルギーデチューニングとハイブリッド化の関数として探求する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.11203449447160212
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Tunnel-coupled optically active quantum dot molecules (QDMs), have the potential to operate as spin-photon-interfaces with coupled spins that interact with two different photon frequencies at the same time. A prerequisite is to deterministically prepare two (electron or hole) spins in the QDM and be able to electrically tune the orbital state couplings. Here, we demonstrate the sequential optical charging of a single QDM with two electron spins while simultaneously maintaining the ability to widely tune orbital couplings using static electric fields and optically drive the system for quantum light generation. We optically prepare one- and two-spin states, initialize via optical pumping and explore orbital and spin relaxation dynamics for one and two-spin states as a function of the energy detuning and hybridization of orbital states. For two-spin states, remarkably long S-T relaxation times are observed extending beyond $\sim 100μs$ with strong dependence on the relative energy of ground and excited two-spin states. Qualitative agreement is observed with $\mathbf{k \cdot p}$ calculations of phonon-mediated spin-relaxation. Our results provide new quantitative understanding of the dynamics of one and two-spin states and confirm their suitability of QDMs for creating multidimensional photonic cluster states by exploiting tunable spin-spin exchange couplings at zero magnetic fields combined with optical driving.
• Abstract（参考訳）: トンネル結合型光学活性量子ドット分子(QDM)は、2つの異なる光子周波数と同時に相互作用する結合スピンを持つスピン光子界面として機能する可能性がある。 前提条件は、QDMに2つの(電子または穴)スピンを決定的に準備し、軌道状態のカップリングを電気的に調整できることである。 ここでは、2つの電子スピンを持つ単一QDMのシーケンシャル光電荷を実証するとともに、静電場を用いて軌道結合を広く調整し、量子光発生のためのシステムを光学的に駆動する能力を同時に維持する。 光学的に1スピン状態と2スピン状態を作成し、光ポンピングにより初期化し、1スピン状態と2スピン状態の軌道緩和ダイナミクスを軌道状態のエネルギー変形とハイブリッド化の関数として探索する。 2スピン状態では、非常に長いS-T緩和時間が、地面の相対エネルギーと励起2スピン状態に強く依存する$\sim 100μsを超えることが観察される。 定性的一致は$\mathbf{k \cdot p}$フォノンを媒介とするスピン緩和の計算で観測される。 本研究は,光駆動を併用したゼロ磁場でのスピン-スピン交換結合を利用して,多次元フォトニッククラスター状態を生成するためのQDMの適合性を確認した。

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