論文の概要: Coherent Optical Control of a Single Donor Electron Spin

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.36423v2
• Date: Tue, 03 Nov 2026 20:13:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-05 20:19:46.86765
• Title: Coherent Optical Control of a Single Donor Electron Spin
• Title（参考訳）: 単一ドナー電子スピンのコヒーレント光制御
• Abstract要約: スケーラブル量子ネットワークのためのコヒーレントスピン-光子インターフェースは、明るい光遷移、長期間のスピンコヒーレンス、完全コヒーレントスピン制御を必要とする。 ここでは,1個のCl供与電子スピンのコヒーレント光制御をSeSeで実証する。 これらの結果は、II-VI直接バンドギャップ半導体における単一のドナー電子スピンのコヒーレント光制御を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.528313704663745
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Coherent spin--photon interfaces for scalable quantum networks require bright optical transitions, long-lived spin coherence, and complete coherent spin control. Donor spins in direct-bandgap semiconductors combine strong donor-bound exciton transitions with a potentially nuclear-spin-free environment. However, coherent control of an individual optically active donor spin has remained elusive. Here, we demonstrate coherent optical control of a single Cl donor electron spin in ZnSe. Resonant excitation reveals spin relaxation dynamics and measures spin coherence through coherent population trapping (CPT). Off-resonant ultrafast pulses are implemented to drive spin Rabi oscillations and demonstrate Ramsey interference. Multiple dark resonances in the CPT spectrum further reveal hyperfine coupling between the electron and the I=3/2 Cl nucleus. Together, these results demonstrate the first coherent optical control of a single donor electron spin in II--VI direct-bandgap semiconductors, establishing the essential components for exploiting optical donors in a scalable solid-state spin--photon platform.
• Abstract（参考訳）: スケーラブル量子ネットワークのためのコヒーレントスピン-光子インターフェースは、明るい光遷移、長期間のスピンコヒーレンス、完全コヒーレントスピン制御を必要とする。 直接バンドギャップ半導体におけるドナースピンは、強いドナーバウンドエキシトン遷移と潜在的に核スピンのない環境を結合する。 しかし、個々の光学活性ドナースピンのコヒーレント制御は、まだ解明されていない。 ここでは,ZnSe中の単一Cl供与電子スピンのコヒーレント光制御を実証する。 共鳴励起はスピン緩和ダイナミクスを明らかにし、コヒーレント集団トラップ(CPT)を通してスピンコヒーレンスを測定する。 スピンラビ振動を駆動し、ラムゼー干渉を示すために、オフ共鳴超高速パルスが実装されている。 CPTスペクトルにおける複数の暗黒共鳴は、電子とI=3/2 Cl核の間の超微細結合をさらに明らかにする。 これらの結果は、II-VI直接バンドギャップ半導体における単一ドナー電子スピンのコヒーレント光制御を初めて示し、スケーラブルな固体スピン-光子プラットフォームにおいて光ドナーを利用するための必須成分を確立した。

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