論文の概要: Observation of magnetic quantum phase crossovers in a semiconductor spin ladder
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.17789v1
- Date: Tue, 18 Aug 2026 13:50:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-19 21:40:53.355708
- Title: Observation of magnetic quantum phase crossovers in a semiconductor spin ladder
- Title（参考訳）: 半導体スピンはしごにおける磁気量子相クロスオーバーの観測
- Abstract要約: 半充填ゲルマニウム量子ドットアレイにおけるプログラム可能なハイゼンベルクスピンはしごを実現する。
固定磁場下では, ラング・シングレット, 缶状反強磁性, 完全偏極相をマッピングする。
本研究は,量子磁気制御プラットフォームとしてゲルマニウム量子ドットアレイを構築した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 30.296977335549926
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Understanding collective phases of strongly correlated quantum magnets relies on theoretically tractable model systems with precise microscopic control. Antiferromagnetic spin ladders provide such a setting, hosting field-tunable gapped and gapless phases at half filling and unconventional pairing tendencies upon doping. Here, we realize a programmable Heisenberg spin ladder in a half-filled germanium quantum dot array featuring site-resolved, continuously tunable exchange interactions. Under a fixed magnetic field, we vary the rung and leg coupling to map the rung-singlet, canted antiferromagnetic, and fully polarized phases. Hamiltonian-learning protocols combining equilibrium and dynamical measurements quantitatively characterize the ladder, incorporating spin-orbit interactions to reproduce the observed crossover behavior. Measurements of higher-order spin correlators -- including four-point correlations inaccessible to conventional bulk probes -- reveal signatures of the underlying phase structure despite the finite size. Our results establish germanium quantum dot arrays as a controllable platform for quantum magnetism, opening routes to investigate unconventional superconductivity in doped ladders.
- Abstract（参考訳）: 強い相関の強い量子マグネットの集合相を理解するには、精密な微視的制御を持つ理論的に抽出可能なモデルシステムに依存する。
反強磁性スピンはしごは、ドーピング時に、ハーフフィリングと非伝統的なペアリング傾向において、フィールド調整可能なギャップとギャップのない位相を収容する設定を提供する。
ここでは、サイト分解された連続的な調整可能な交換相互作用を備えた半充填ゲルマニウム量子ドットアレイにおいて、プログラム可能なハイゼンベルクスピンはしごを実現する。
固定磁場下では、ラング・シンレット、缶状反強磁性、完全偏極相をマッピングするために、ラングと脚の結合が変化する。
平衡と動的測定を組み合わせたハミルトン学習プロトコルは、観測された交叉挙動を再現するためにスピン軌道相互作用を取り入れ、はしごを定量的に特徴づける。
従来のバルクプローブに到達できない4点相関を含む高次スピン相関器の測定は、有限サイズにもかかわらず基礎となる位相構造の符号を明らかにする。
本研究は,量子磁性の制御可能なプラットフォームとしてゲルマニウム量子ドットアレイを構築し,ドープはしごの非伝統的な超伝導を解明するための経路を開拓した。
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