論文の概要: Magneto-optical characterization of GeSn and GeSn/SiGeSn heterostructures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.01524v1
- Date: Mon, 01 Jun 2026 01:13:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-02 21:34:29.764036
- Title: Magneto-optical characterization of GeSn and GeSn/SiGeSn heterostructures
- Title（参考訳）: GeSnおよびGeSn/SiGeSnヘテロ構造の磁気光学特性
- Authors: Mehdi Ashrafganjoie, Kelvin Dsouza, Prithu Bhatnagar, Khalid Hossain, Mangal Dhoubhadel, Preston Webster, Simone Assali, Patrick Daoust, Oussama Moutanabbir, Shui-Qing Yu, Daryoosh Vashaee, Demitry Farfurnik,
- Abstract要約: ゲルマニウム(Ge)系ヘテロ構造におけるホールスピン量子ビットは、スケーラブルな量子情報処理の可能性を示している。
ゲルマニウム・チン(GeSn)の材料プラットフォームは直接バンドギャップを備えており、量子ネットワークのためのスピン光子インターフェースを確立することを約束している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hole spin qubits in germanium (Ge)-based heterostructures have demonstrated their potential for scalable quantum information processing using all-electrical gate operations. Furthermore, the emerging material platform of germanium-tin (GeSn) can feature a direct bandgap, which makes it promising for establishing spin-photon interfaces for quantum networking. Here, we perform magneto-photoluminescence measurements of a Ge0.88Sn0.12/Si0.02Ge0.89Sn0.09 double quantum well using the double modulation Fourier transform infrared-based photoluminescence spectroscopy. Our measurements reveal theoretically expected diamagnetic shift at low magnetic fields as well as the linear trend of zeroth-level Landau quantization at higher fields and Zeeman-induced polarization-dependent energy shifts at +/- 12 T. We extract an effective g-factor of ~ 2 and an excitonic reduced mass of ~ 0.04 me consistent with previous estimations for heavy-hole Γ-valley excitons. The observation of sizable Zeeman splitting is consistent with strong spin-orbit interaction in Ge-based hole systems, which can enable electrically driven spin control. Our analysis can be adopted for studying and evaluating group-IV semiconductor heterostructures as hosts for hole spin qubits toward scalable quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: ゲルマニウム(Ge)系ヘテロ構造におけるホールスピン量子ビットは、全電気ゲート演算を用いたスケーラブルな量子情報処理の可能性を示している。
さらに、ゲルマニウムスズ(GeSn)の新興物質プラットフォームは直接バンドギャップを特徴とし、量子ネットワークのためのスピン光子インターフェースを確立することを約束する。
ここでは,Ge0.88Sn0.12/Si0.02Ge0.89Sn0.09二重量子井戸の磁気発光測定を行う。
測定の結果,低磁場における理論的に期待される反磁性シフト,および高磁場におけるゼロレベルランダウ量子化の線形傾向,およびゼーマン誘起偏光依存エネルギーシフトの +/-12 T において,実効的な g-因子 ~ 2 と励起還元質量 ~ 0.04 m を抽出した。
大きなゼーマン分裂の観測は、電気的に駆動されるスピン制御を可能にするGe系ブラックホール系の強いスピン軌道相互作用と一致している。
我々の分析は、スケーラブルな量子情報処理に向けたホールスピン量子ビットのホストとして、グループIV半導体ヘテロ構造の研究と評価に応用できる。
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