Quantum Point Contacts and Coherent Electron Focusing
I.二、导言费米能级上的电子。量子点接触的电导量子化IV.电导量子化的光学模拟V。经典电子聚焦VI。电子聚焦作为传输问题VII.相干电子聚焦（实验，跳跃轨道和磁边缘状态，模式干涉和相干电子聚焦）VIII.其他模式干扰现象
2005-12-23 cond-mat.mes-hall
Electrical coherent control of nuclear spins in a breakdown regime of quantum Hall effect
使用传统的霍尔杆几何形状的表面上的微金属条，我们证明了在AlGaAs/GaAs半导体异质结的核自旋的电相干控制。利用整数量子霍尔（QH）效应的一个击穿来动态地描述核自旋。在金属片上施加脉冲射频磁场，核自旋的量子态出现拉比振荡，并通过测量QH导体的纵向电压来检测。
2007-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of a nanowire superlattice in an ac electric field
利用单带包络函数理论，通过数值求解含时薛定谔方程，研究了有限长纳米线超晶格在交流电场作用下的动力学行为。我们发现，对于一个交流电场共振的两个能级位于两个不同的迷你带，在纳米线超晶格的相干动力学是更复杂的相比，标准的两个能级的描述。根据跃迁所涉及的能级，相干振荡表现出不同的模式。在纳米线超晶格中的势垒阱反转现象的签名也得到了。
2005-09-24 cond-mat.mes-hall
Electrically Switchable Photonic Molecule Laser
研究了两个太赫兹量子级联激光器微盘腔回音壁模倏逝场的相干腔间耦合。电泵浦单模工作微腔允许电控制相干模耦合，腔的邻近距离高达30-40 μ \m。最强耦合光子分子的光发射可以通过仅一个耦合微盘的电调制来完美地切换。最强耦合光子分子的阈值特性表明量子级联激光器的增益与外加电场呈线性关系。
2009-07-11 cond-mat.mes-hall
Electric field-driven coherent spin reorientation of optically generated electron spin packets in InGaAs
自旋取向的全电场控制是半导体自旋电子学的关键任务之一。我们证明，电场脉冲可以用于相位相干+/-π自旋旋转的光学产生的电子自旋包在InGaAs外延层检测的时间分辨法拉第旋转。通过自旋-轨道相互作用，电场脉冲充当局部磁场脉冲（LMFP）。通过LMFP的时间控制，我们可以打开和关闭电子自旋进动，从而将自旋方向旋转到二维平面中的任意取向。此外，我们展示了自旋回波型自旋漂移实验，并发现一个意想不到的部分自旋重新定相，这是显而易见的自旋退相时间的两倍。
2012-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent spin valve phenomena and electrical spin injection in ferromagnetic/semiconductor/ferromagnetic junctions
在弹道输运的Landauer框架下，对铁磁/半导体/铁磁结中的相干量子输运进行了理论研究.我们表明，量子相干性可以有意想不到的影响自旋注入和一些直观的自旋电子学的概念，建立在半经典物理不再适用：量子自旋阀（QSV）的效果发生，即使在没有净自旋极化电流流过的设备，不像在经典制度。相反的效应也会出现，即对于非零自旋电流，自旋阀信号为零。我们介绍了新的标准，用于分析量子和经典自旋输运现象和它们之间的关系。系统地研究了界面自旋相关电子传输、界面肖特基势垒、Rashba自旋轨道耦合和温度对QSV行为的影响。虽然QSV的签名被发现是敏感的温度，有趣的是，它的逆不是。我们认为，QSV现象可以有重要的意义，在量子自旋电子学实验与自旋阀几何形状的自旋注入的解释。
2002-10-18 cond-mat.mes-hall
A coherent beam splitter for electronic spin states
实现基于自旋的量子处理器需要对电子自旋态进行快速相干控制。我们证明了双量子点中电子自旋态的相干控制，通过扫描一个初始制备的自旋单重态通过单重-三重态反交叉的能级光谱。反交叉作为入射自旋单重态的分束器。当在自旋退相时间内进行时，通过分束器的连续交叉导致单重态和三重态之间的相干量子振荡。量子控制的全电方法依赖于电子-核自旋耦合，并在纳秒时间尺度上驱动单电子自旋旋转。
2010-10-04 cond-mat.mes-hall
Optimal operation points for ultrafast, highly coherent Ge hole spin-orbit qubits
强自旋轨道相互作用使空穴量子点成为寻求电自旋量子位操纵的中心，从而实现快速，低功耗，可扩展的量子计算。然而，重要的是要确定自旋轨道耦合在多大程度上使量子比特暴露于电噪声，从而促进退相干。在这里，以Ge为例，我们表明，第IV组栅极定义的空穴自旋量子比特一般表现出最佳的操作点，定义的顶栅电场，在那里他们都是快速和长寿命的：失相率消失到一阶沿空间中的所有方向的电场噪声，电子偶极自旋共振强度最大化，而弛豫在小磁场急剧减少。最佳操作点的存在被追溯到IV族晶体对称性和自旋3/2系统所特有的Rashba自旋-轨道相互作用的性质。我们的研究结果推翻了传统的智慧，快速操作意味着减少寿命，并建议IV族空穴自旋量子位作为超快速，高度相干的可扩展量子计算的理想平台。
2021-04-07 cond-mat.mes-hall
Coherent quantum transport in narrow constrictions in the presence of a finite-range longitudinally polarized time-dependent field
本文研究了在有限范围纵向极化含时电场作用下窄缩区中的量子输运。电场诱导相干非弹性散射，其中涉及内的子带和边带间的过渡。随后，直流电导G被发现表现出抑制功能。这些特征被认为是准束缚态（QBS）的特征，这些特征与电子跃迁到子带底部附近有关，其中态密度是奇异的。具有谷状而不是倾角状结构，这些QBS功能是不同的G特性收缩作用于有限范围的时间调制电位。此外，在时间相关的电场区域中的子带底部向上移动与电场的平方成正比且与频率的平方成反比的能量。这种有效势垒来源于矢量势的平方，并导致了有趣的场敏感QBS特征。一个实验装置，提出了这些功能的观察。
2006-03-19 cond-mat.mes-hall
Coherent Population Trapping of an Electron Spin in a Single Negatively Charged Quantum Dot
相干布居俘获（CPT）是指在三能级原子系统中，两个基态通过相干光场耦合到一个中间态的相干叠加态中布居的稳态俘获。最近，CPT已被观察到在GaAs中的施主束缚自旋的系综和在金刚石中的单氮空位中心，通过使用荧光技术。在这里，我们报告的CPT演示的电子自旋在一个单一的量子点（QD）与一个电子充电。
2008-05-14 cond-mat.mes-hall
Terahertz Coherent Control of a Landau-Quantized Two-Dimensional Electron Gas
我们演示了在二维电子气（2DEG）中回旋共振（CR）的相干控制。我们使用一个序列的太赫兹脉冲控制CR振荡的振幅在任意的方式通过相位相关的相干相互作用。我们观察到了自相互作用效应，即2DEG在退相干时间内与自身发射的太赫兹场相互作用，导致量子相干性的恢复和崩溃。用{ \em单粒子}光学Bloch方程可以精确地描述这些观测结果，没有发现电子-电子相互作用的特征，从而验证了相干区中的相干共振的Kohn定理的正确性.
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Coherent control of individual electron spins in a two dimensional array of quantum dots
相干地操纵以阵列形式组织的单个量子对象的能力是任何可扩展的量子信息平台的先决条件。对于电子自旋量子比特，它需要对大型隧道耦合量子点阵列进行微调。在线性点阵列的累积努力允许最近实现量子模拟器和多电子自旋相干操纵。然而，这种实现的二维缩放仍然没有得到证明，同时必须解决复杂的量子物质问题或处理量子信息。在这里，我们展示了在一个3x3阵列的隧道耦合量子点的单个电子自旋的二维相干控制。更具体地说，我们专注于几个关键的量子功能，这样的控制：电荷确定性位移，本地自旋读出，本地相干交换操纵两个电子自旋被困在相邻的点，和相干的多方向自旋穿梭在几微米的距离。这项工作为利用二维电子自旋阵列进行量子模拟和信息处理奠定了基础。
2018-08-19 cond-mat.mes-hall
Electron transport and current fluctuations in short coherent conductors
采用实时有效作用形式主义，我们分析了电子输运和电流波动在相对较短的相干导体中存在的电子-电子相互作用。我们证明，虽然库仑相互作用往往会抑制电子输运，但它可能会{ \it强烈增强}具有高度透明导电通道的散射体中的散粒噪声。过量噪声的这种效应由在这种散射体的电流-电压特性中观察到的库仑间隙控制。我们还分析了更高的电流累积量的频率色散，并强调在无序介观导体中的电子-电子相互作用效应和电流波动之间的直接关系。
2005-03-22 cond-mat.mes-hall
Experimental studies of T--shaped quantum dot transistors: phase-coherent electron transport
我们测量了T型量子点的低温输运性质。复制振荡叠加在一维电导步骤进行观察。这些结构是一致的电子相位相干长度共振效应的弹道制度。使用一个简单的模型，我们建议，在我们的系统中，一维和二维的电子-电子散射引起的电子相破缺。
1997-08-27 cond-mat.mes-hall
Electric-Field-Induced Coherent Control of Nitrogen Vacancy Centers
实现固态介质中的自旋缺陷的可扩展和能量有效控制对于实现变革性量子信息技术是期望的。利用电压控制的磁各向异性，我们报告相干操纵的氮空位（NV）中心的空间限制的磁杂散场产生的近共振磁隧道结（MTJ）。值得注意的是，NV中心和MTJ之间的相干耦合可以由DC偏置电压系统地控制，从而允许在所提出的混合系统中的可观的电可调谐性。与当前最先进的技术相比，所展示的基于NV的量子操作平台在可扩展性、设备兼容性和能效方面具有显著优势，进一步扩展了NV中心在广泛的量子计算、传感和通信应用中的作用。
2022-06-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
All electrical coherent control of the magnetization in thin Yittrium Iron Garnet film
我们证明了相干控制的时域铁磁共振的所有电激励和检测。利用两个具有可变时间延迟的超短磁场阶跃来控制钇铁石榴石（YIG）中的感应衰减。通过在两个步骤之间设置适当的延迟时间，可以增强或完全停止磁化的进动。该方法允许在几个旋进周期内确定旋进频率，并且具有比使用快速傅立叶变换可以实现的精度高得多的精度。此外，它持有的承诺，以大规模增加进动幅度的脉冲感应微波磁强计（PIMM）使用低振幅有限脉冲序列。我们的实验得到了微磁模拟的支持，很好地证实了实验结果。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Coherent Manipulation of Individual Electron Spin in a Double Quantum Dot Integrated with a Micro-Magnet
本文报道了在集成微磁体的双量子点中对电子自旋的相干操纵。我们在连续波（CW）和泵浦-探测模式下进行了电偶极自旋共振实验。在固定频率的外加磁场中，我们观察到了量子点电流的两个CW共振峰和两个拉比振荡。在不同的共振磁场下测量到两个峰值和振荡，反映了微磁体杂散场对每个量子点局域磁场的调制。如用密度矩阵方法预测的，CW电流相对于微波（MW）电压是二次的，而拉比频率（ν_Rabi）是线性的。两个拉比振荡的ν_拉比值之间的差异直接反映了两个点上的MW电场。这些结果表明，可以通过调节微磁体的取向和MW电场来任意相干地操纵每个点上的自旋。
2010-02-04 cond-mat.mes-hall
Coherent beam splitting of flying electrons driven by a surface acoustic wave
我们研制了一种用于表面声波驱动单电子通过两条隧道耦合量子线的相干分束器。通过每根导线的输出电流随栅极电压振荡，以调谐导线之间的隧道耦合和电势差。这种振荡被分配给相干电子隧穿运动，可以用来编码飞行量子比特，并很好地再现了SAW驱动的单电子的时间演化的数值计算。振荡可见性目前仅限于约3%，但对退相干具有鲁棒性，这表明SAW电子可以作为固态飞行量子比特的新平台。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of electronic states in a double quantum dot
研究了半导体双量子点中电荷态（赝自旋量子比特）的相干时间演化。这个完全可调的量子比特是用高速电压脉冲来控制的，它控制着系统的能量和退相干。对于量子点的多体基态和激发态的几种组合，观察到量子比特的相干振荡。本文还讨论了该器件中可能的退相干机制。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall
A coherent double-quantum-dot electron pump
研究了由非对称双量子点组成的电子泵在零偏压下受电磁辐射时的输运特性。根据泵浦周期中中间态的能量，电子可以通过顺序隧穿非相干地或通过共隧穿相干地转移通过点。通过系统的直流传输可以由所施加的辐射的频率来控制。我们专注于共振隧穿峰的泵浦电流是有趣的实验观察。
1997-07-30 cond-mat.mes-hall
Coherent electrical readout of defect spins in 4H-SiC by photo-ionization at ambient conditions
量子技术依赖于适当的硬件，从而实现相干量子态控制以及高效的量子态读出。在这方面，宽带隙半导体是一种新兴的材料平台，具有可扩展的晶圆制造方法，具有几个有前途的自旋激活点缺陷。用于这种缺陷自旋的常规读出协议依赖于荧光检测，并且受到低光子收集效率的限制。在这里，我们展示了一个光电检测技术的硅空位合奏中的4 H多型碳化硅（SiC）的电子自旋。此外，我们还展示了相干自旋态控制，证明了这种电读出技术能够检测相干自旋运动。我们的读出工作在环境条件下，而其他电读出方法往往限于低温或高磁场。考虑到SiC电子器件的出色成熟度以及SiC缺陷的出色相干性，这里提出的方法有望实现未来SiC量子器件的可扩展性。
2019-03-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Imaging coherent electron wave flow in a two-dimensional electron gas
我们用扫描探针显微镜测量了电子通过二维电子气时的能量分布。我们提出了直接的空间图像的相干电子波流从量子点接触中形成的GaAs/AlGaAs二维电子气使用液体He冷却SPM。在针尖上施加负电压，这会产生一个小的耗尽电子区域，从而反向散射电子波。振荡尖端上的电压并锁定到该频率给出了垂直于电流方向的电子流的空间导数。我们显示使用这种方法的电子流的图像。通过测量作为施加到尖端的电压的函数的背散射电子的量，测量电子的能量分布。
2002-08-12 cond-mat.mes-hall
Coherent Electron Transfer in Polyacetylene
我们研究，使用混合经典量子电子离子动力学，电子转移在一个施主-受体类分子结系统的基础上聚乙炔。我们确定了两个质量不同的转移制度：跳跃和隧道。我们讨论的标准，实现每一个和最大限度地减少非弹性散射和退相干所产生的耦合到离子，我们连接我们的主要结果来自电子动力学涉及更简单的，三态模型系统的数量。我们确定了近弹道转移的要求。
2014-04-04 cond-mat.mes-hall
Current Fluctuations and Electron-Electron Interactions in Coherent Conductors
我们分析了电子-电子相互作用下介观相干导体中的电流涨落。在很宽的参数范围内，我们得到明确的普遍依赖的电流噪声的温度，电压和频率。我们证明了库仑相互作用降低了奈奎斯特噪声。在这种情况下，对噪声谱的相互作用校正由组合$\sum_nT_n(T_n-1)$控制，其中$T_n$是第$n$导电模式的透射。电子-电子相互作用对散粒噪声的影响更为复杂。在足够大的电压，我们恢复两个不同的相互作用的修正进入相反的符号。净结果与$\sum_nT_n(T_n-1)(1-2T_n)$成比例，即库仑相互作用在低透射时减小了散粒噪声，而在高透射时增大了散粒噪声。
2002-12-19 cond-mat.mes-hall
Electron and phonon drag in thermoelectric transport through coherent molecular conductors
本文用非平衡格林函数方法研究了双电子、双声子共格分子导体的热电输运。我们专注于电子和声子之间的相互阻力运输作为“动量”转移的结果，这只发生在至少有两个声子自由度。在推导出线性阻力系数的表达式后，服从Onsager关系，我们进一步研究了它们对非平衡输运的影响。结果表明，拖曳效应与另外两种现象密切相关：（1）通过相干导体的绝热电荷泵;（2）电流诱导的非保守有效磁力对声子的作用。
2016-01-24 cond-mat.mes-hall
Coherent electrical control of a single high-spin nucleus in silicon
核自旋是高度相干的量子物体。在大型集合中，通过磁共振对其进行控制和检测被广泛利用，例如在化学、医学、材料科学和采矿中。核自旋也是量子信息处理的早期想法和演示的特色。将这些想法按比例放大需要控制单个原子核，这些原子核在与电子耦合时可以被检测到。然而，需要通过振荡磁场来寻址原子核，这使得它们在多自旋纳米级设备中的集成变得复杂，因为场不能被局部化或屏蔽。通过电场的控制可以解决这个问题，但以前的方法依赖于通过电子-核超精细相互作用将电信号转换成磁场，这严重影响了核相干性。在这里，我们展示了一个单一的锑（自旋-7/2）核的相干量子控制，使用局部电场内产生的硅纳米电子器件。该方法利用了1961年首次提出的想法，但从未在单个原子核上实现过。我们的研究结果定量支持的微观理论模型，揭示了纯电调制的核电四极相互作用，在晶格应变的存在下，在相干核自旋跃迁的结果。自旋退相时间为0.1秒，超过了通过需要耦合电子自旋用于电驱动的方法获得的那些数量级。这些结果表明，高自旋四极核可以作为混沌模型，应变传感器和混合自旋力学量子系统，使用全电控制。将电子可控的原子核与量子点结合起来，可以为可扩展的基于原子核和电子自旋的硅量子计算机铺平道路，这种计算机不需要振荡的磁场。
2019-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fast coherent manipulation of three-electron states in a double quantum dot
操纵量子系统的一个基本目标是在特征退相时间T2* 内实现许多相干振荡[1]。量子点中电子自旋的大多数操纵都集中在两态量子系统或量子比特的构建和控制上，其中每个量子点被单个电子占据[2-7]。在这里，我们在一个每个量子点有更多电子的系统上进行量子操纵，在一个有三个电子的双点中。我们证明了剪裁脉冲序列可以用来诱导3电子量子态之间的相干旋转。某些脉冲序列产生具有>100的非常高的品质因数（相干时间与旋转时间的比率）的相干振荡。第三个电子的存在使所有可能的状态都能非常快地旋转，而只有两个电子的情况下，有些旋转是缓慢的。我们观察到的最小振荡频率为>5 GHz。
2013-08-02 cond-mat.mes-hall
Electron spin operation by electric fields: spin dynamics and spin injection
自旋-轨道相互作用将电子自旋耦合到电场，并且允许电子自旋的电监测和自旋动力学的电检测。比较了自旋-轨道相互作用的竞争机制，建立了量子阱中电子自旋通过栅电压进行电操作的最佳条件。讨论了半导体中的电子自旋注入，特别强调了对弹道微结构的注入。最后讨论了长程库仑相互作用对空间量子化低维导体输运现象的显著影响。
2003-09-18 cond-mat.mes-hall
Picosecond coherent electron motion in a silicon single-electron source
理解超快相干电子动力学对于单电子源在电子标准、量子信息处理（包括电子量子光学）和量子传感中的应用是必要的。虽然从源发射的电子的动力学已经被广泛研究，但还没有对源内部的动力学进行研究。这是因为内部动态的速度通常高于100 GHz，超出了最先进的实验带宽。在这里，我们从理论上和实验上证明，在硅单电子源，包括一个动态的量子点的内部动态可以被检测到，利用一个共振水平与动态读出的栅极相关的电流振荡。我们的实验观察和模拟与现实的参数表明，电子波包空间量子相干振荡$\sim$ 200 GHz的源内。我们的研究结果将导致一个协议，用于检测这种快速的动态在一个腔，并提供了一种手段的工程电子波包。这可以实现高精度电流源，高分辨率和高速电磁场传感，以及飞行量子比特的高保真初始化。
2019-03-19 cond-mat.mes-hall
Exploring the graphene edges with coherent electron focusing
从理论上研究了石墨烯纳米带中的相干电子聚焦。使用半经典和数值紧束缚计算，我们表明，完美的扶手椅边缘引起的聚焦光谱中的等距峰。在低磁场下的锯齿形边缘的情况下，也可以观察到聚焦峰，但是随着磁场的增加，在光谱中出现更复杂的干涉结构。即使锯齿形边缘经历结构重建，也可以观察到光谱中的这种差异。因此，横向电子聚焦可以帮助识别和表征石墨烯样品的边缘结构。
2010-02-28 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium reservoir engineering of a biased coherent conductor for hybrid energy transport in nanojunctions
我们表明，载流相干电子导体可以被视为有效的玻色子能量库涉及不同类型的电子空穴对激发。对于弱耦合的电子-玻色子，非平衡电子与玻色子之间的混合能量输运可用类朗道公式描述。这使得在混合电子玻色子系统的各种热传输问题的统一帐户。作为应用，我们研究了电子与玻色子之间的非互易热输运、冷点热电流以及玻色子的电子冷却。我们的统一框架提供了一个直观的方式来理解电子和玻色子之间的混合能量输运。它开辟了非平衡油藏工程的方式，在纳米尺度上的不同准粒子之间的有效的能量控制。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall
Coherent states for graphene under the interaction of crossed electric and magnetic fields
我们在外加电场和磁场交叉作用下的石墨烯层中构建了载流子的相干态。为了这个目的，我们解决了狄拉克-外尔方程在一个朗道类规范避免应用技术的狭义相对论，因此，我们确定了适当的上升和下降的运营商与系统。我们明确地构造相干态作为具有复数本征值的矩阵湮没算符的本征态。为了描述这两个场对这些态的影响，我们得到了几率密度、电流密度、海森堡测不准关系和平均能量随参数$β=c\,\mathcal{E}/(v_{\rm F}B)$的变化。特别是，这些数量的研究磁场和电场附近的朗道能级崩溃（$β\rightarrow1$）的条件。
2020-08-20 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Imaging Magnetic Focusing of Coherent Electron Waves
电子的磁聚焦在电子输运的基础研究中已被证明是有用的。在这里，我们报告的直接成像磁聚焦的电子波，特别是在一个二维电子气（2DEG）。我们看到电子在二维电子气中沿边界反弹时的半圆形轨迹，以及显示电子波相干性质的条纹。开放系统中的流动成像可以通过冷却扫描探针显微镜来实现。实验和理论之间的显著一致表明我们有能力看到这些轨迹，并将该系统用作干涉仪。我们的形象分支电子流以及电子波的干涉。这种技术可以可视化开放系统中两点之间电子波的运动，为研究可能对量子信息处理和自旋电子学有用的系统提供了一种直接的方法。
2007-04-11 cond-mat.mes-hall
Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions
在纳米尺度上对自旋的电控制在自旋电子学中提供了显著的架构优势，因为电场可以被限制在比磁场更短的长度尺度上。因此，最近在分子自旋材料中的电场（E-场）灵敏度的演示是诱人的，提高了宏观磁电器件的量子类似物的可行性。然而，到目前为止报道的E-场灵敏度相当弱，引发了如何设计具有更强自旋-电耦合的分子的问题。在这里，我们表明，一个路径是确定一个能量尺度的自旋谱，这是与一个显着的电极化的结构自由度。我们研究了一个分子纳米磁体的例子，其中一个小的结构失真建立时钟跃迁（即跃迁的能量是一阶独立的磁场）的自旋谱;事实上，这种失真与电偶极子使我们能够控制时钟跃迁能量到前所未有的程度。我们展示了量子自旋态的相干电控制，并利用它来独立地操纵晶体晶胞中的两个磁性相同但反转相关的分子。我们的发现为分子自旋在量子技术和自旋电子学中的应用铺平了道路。
2021-07-21 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
All-electrical Coherent Control of a Single Rare-earth Spin Qubit
Center for Quantum Nanoscience (QNS), Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所量子纳米科学中心）；Ewha Womans University（梨花女子大学）
本研究实现了单个与Ti原子交换耦合的Er电子自旋的全电控相干操控，利用扫描隧道显微镜电子自旋共振揭示其各向异性，使拉比频率提升10倍，为稀土自旋操控开辟新路径。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Triggering and probing of phase-coherent spin packets by time-resolved spin transport across an Fe/GaAs Schottky barrier
时间分辨电自旋输运被用来产生和探测GaAs中的自旋电流。我们使用高带宽的电流脉冲注入相位相干自旋包从Fe到n-GaAs。通过时间分辨的法拉第旋转，我们证明了自旋注入一个明确定义的相位通过观察多个拉莫尔进动周期。我们还表明，自旋进动的光学产生的自旋包在n-GaAs可以探测电自旋极化的光电流脉冲。注射和检测实验不是彼此的直接倒数。特别是，我们发现，由光电流脉冲产生的界面自旋积累起着至关重要的作用，在时间分辨的电自旋检测。
2012-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field-induced coherent coupling of the exciton states in a single quantum dot
两个量子态之间的相干耦合的特征是当一个量子态扫过另一个量子态时，它们的能量会发生反交叉。在含有电子-空穴对的单半导体量子点中，本征态形成了一个两能级系统，可以用来证明固态中的量子效应，但在所有以前的工作中，这些状态是独立的。在这里，我们描述了一种技术来控制这些国家的能量分裂使用垂直电场，便于观察它们之间的相干耦合。在最小分裂附近，本征态在样品的平面内旋转，当分裂最小时以45°取向。利用这个系统，我们展示了对一个量子点中激子态的直接控制，导致纠缠光子对的产生。
2012-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Coupling and coherent electrical control of two dopants in a silicon nanowire
在固态系统中对单个原子或分子进行电控制，为将量子力学功能引入电子学提供了一种很有前途的方法。这个想法最近进入了硅技术的既定领域，导致了单原子晶体管的实现，并首次测量了单施主中的电子自旋动力学。在这里，我们表明，我们可以电耦合两个施主嵌入在一个多栅硅晶体管，并通过微波信号诱导其电荷态的相干振荡。我们测量了两个施主之间的单电子隧穿，这揭示了它们的能谱。最低的能量状态，对应于位于两个施主中的任一个上的单个电子，形成与所有其他电子能级分离的两能级系统（TLS）。这种TLS的千兆赫兹驱动导致与多达10个微波光子的吸收或受激发射相关的量子干涉图案。我们估计电荷退相时间为0.3纳秒，与其他类型的电荷量子比特一致。然而，这里，相对短的相干时间可以通过快速操作信号（原则上高达1太赫兹）来抵消，如分离施主原子中的基态和激发态的大的空能量窗口所允许的。所展示的两个施主的相干耦合构成了硅中基于施主的量子计算器件的重要一步。
2012-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical Control of Coherent Spin Rotation of a Single-Spin Qubit
氮空位（NV）中心是金刚石中具有光学活性的原子缺陷，由于其优异的量子相干性和在真实环境中的多功能性，在量子传感、网络和计算应用中引起了极大的兴趣。开发基于NV的量子操作平台的关键挑战之一是由于难以以可扩展的、节能的方式本地寻址各个NV自旋的量子自旋状态。在这里，我们报告了在NV-磁体为基础的混合量子系统的单自旋量子比特的相干自旋旋转速率的电控制。通过利用电产生的自旋电流，我们能够实现磁阻尼和由微米尺寸的共振磁体产生的偶极场的振幅的有效调谐，从而实现NV自旋的拉比振荡频率的电控制。我们的研究结果突出了NV中心在设计下一代量子信息技术的功能混合固态系统方面的潜力。NV中心和磁性绝缘体所携带的传播自旋波之间的耦合进一步指出了在遥远的自旋量子比特之间建立宏观纠缠的可能性。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Sensing coherent dynamics of electronic spin clusters in solids
我们目前的实验观察和强相互作用的电子自旋的量子动力学的研究，在室温下的固态。在金刚石衬底中，单个氮空位（NV）中心与两个相邻的S = 1/2暗电子自旋相干相互作用。我们通过详细的光谱量化NV-电子和电子-电子耦合，与强相互作用的自旋模型具有良好的一致性。电子-电子耦合使得能够观察固态中的电子自旋之间的相干触发器动力学，其有条件地发生在NV的状态上。最后，作为相干控制的演示，我们选择性地耦合和转移之间的NV和对电子自旋的极化。这些结果表明，在室温固体中的电子自旋寄存器的完全量子控制的关键一步。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Contrasting exchange-field and spin-transfer torque driving mechanisms in all-electric electron spin resonance
University of Konstanz（康斯坦茨大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究院）；Ewha Womans University（梨花女子大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）
本研究对比了电场驱动和自旋转移扭矩驱动机制在全电电子自旋共振中的作用，揭示了两种机制对量子相干控制的不同影响。
2025-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electrical Injection and Transport of Coherent Magnons in Non-Collinear Antiferromagnets
本研究预测非共线反铁磁体中由金属接触电注入的相干磁振子可携带 Néel 矢量与磁化强度双重自旋极化，并阐明其张量界面注入及振荡输运机制。
2025-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valley-dependent time evolution of coherent electron states in tilted anisotropic Dirac materials
研究了电场和磁场作用下二维各向异性介质中狄拉克锥倾斜对相干电子态时间演化的影响。我们提出了一个正则变换，映射到一个有效的和各向同性的狄拉克哈密顿在这些领域的倾斜狄拉克锥的各向异性狄拉克-外尔哈密顿。以这种方式，众所周知的朗道能级谱和波函数允许计算朗道和相干态的维格纳矩阵表示。我们发现了一个谷依赖性的行为的维格纳函数的朗道和相干电子状态。时间演化表明，狄拉克锥倾斜和电场的相互作用保持在一个谷的位置和动量的不确定性显着低于在其他谷。量子噪声的增加与维格纳函数中负值的出现相关。这些结果有助于我们理解在与电磁场相互作用下相干电子态的产生。在倾斜狄拉克锥的材料的维格纳函数中的谷依赖的签名可以通过量子层析成像实验来揭示，即使在没有电场的情况下。
2022-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Switch by Coherent Trapping of Electrons in Quantum Dots
基于相干布居俘获效应，提出了一种新的隧道耦合量子点输运机制。通过两个微波的相干辐射耦合到激发能级可以导致极窄的电流反共振。该效应可用于确定点间失相速率，并且是非常灵敏的光控电流开关的机制。
2000-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent detection of electron dephasing
我们证明了具有非对称电子注入的Aharonov-Bohm（AB）环可以作为电子退相的相干检测器。在中度到高度不对称环的两个臂中的一个中存在退相源将系统的响应从全反射改变为完全透射，同时保持从环传播的电子的相干性，即使对于强退相。我们将此现象解释为无相互作用测量的实现。
2009-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of Single Photon Detection by a Photoreceptive Molecule and a Quantum Coherent Spin Center
固体中色心（例如金刚石中的氮空位（NV $^{-}$）中心）在环境条件下的长自旋相干时间使这些系统成为量子传感的有吸引力的候选者。量子传感在室温下对非常小的外部扰动（包括磁场、电场和温度变化）提供显著的灵敏度。光感受分子，例如与视觉有关的分子，会响应于单个光子的吸收而改变其电荷状态或构象。我们表明，由此产生的局部电场的变化修改附近的量子相干自旋中心的性质在一个可检测的方式。使用的正算子值测量（POVMs）的形式主义，我们分析了光激发的电偶极子场，并通过扩展，光子的到达的基础上测得的读数，使用荧光周期，从自旋中心。我们确定了光子到达的抖动时间和测量误差的概率。我们预测，配置多个独立的自旋传感器周围的感光分子将显着抑制测量误差。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent versus sequential electron tunneling in quantum dots
讨论了在库仑阻塞机制下，电子通过近封闭量子点电导时的量子相干性表现。我们表明，量子相干隧穿过程解释了一些令人费解的统计特性的电导峰高在最近的实验中观察到的低温。我们采用常数相互作用模型和随机矩阵理论来模拟量子点的电子相互作用及其单粒子统计涨落，充分考虑了量子点能级的有限衰减宽度。
2003-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent manipulation of a molecular Ln-based nuclear qudit coupled to an electron qubit
我们证明了[Yb（trensal）]分子是一个典型的电子-核耦合量子系统。噪声弹性核自由度和电子-核混合引起的章动时间的大幅减少的组合使得能够通过射频脉冲对该量子进行相干操纵。此外，量子比特的多级结构被利用来编码和操作具有嵌入式基本量子纠错的量子比特。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent photogalvanic effect in fluctuating superconductors
本文发展了低维超导体涨落机制中的相干光电流效应（CPGE）理论。它表现为在频率位于亚太赫兹范围内的两个相干光电磁场的作用下出现稳定的库珀对电流。我们导出了电流密度的一般公式，研究了外部光场的线偏振和圆偏振的特殊情况，并表明电流在某些偏振角下可能具有非单调谱，并且对环境温度与超导转变的临界温度的接近非常敏感：当接近临界温度时，光谱中的峰变窄，其频率经历红移，并且峰的强度急剧增加。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin flip of electron in static electric fields
本文研究了与时间无关的电场对电子自旋态的影响。自旋翻转的概率进行了计算，并使用最小耦合狄拉克方程的其他影响进行了研究。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent single electron spin control in a slanting Zeeman field
我们考虑了静态倾斜塞曼场作用下一维量子点中的单电子。通过结合电子的自旋和轨道自由度，定义了一个有效的量子二能级（量子比特）系统。这种伪自旋可以通过施加到栅电极的电压来相干地操纵，而不需要外部时间相关的磁场或自旋轨道耦合。可以实现单量子比特旋转和C-NOT操作。我们估计了弛豫（$T_1$）和相干（$T_{2}$）时间，以及（可调）品质因数。该方案对于单电子自旋控制具有重要的实验优势。
2005-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Electrically driven optical interferometry with spins in silicon carbide
将固态缺陷电子自旋连接到其他量子系统是一个持续的挑战。基态自旋与其环境的弱耦合赋予了优异的相干性，但也限制了所需的驱动场。然而，这些电子的激发态轨道可以表现出与声子场和电场的更强耦合。在这里，我们证明了电驱动的相干量子干涉的光学过渡的单一，基本取向的双空位在市售的4 H碳化硅。通过施加微波频率的电场，相干驱动双空位的激发态轨道，在共振光吸收谱中产生Landau-Zener-Stuckelberg干涉条纹。此外，我们还发现了由基底双空位的对称性所引起的显著的相干光学和自旋子系统。这些性质确立了双空位作为量子通信和混合系统应用的强有力的候选者，其中同时控制光学和自旋自由度是至关重要的。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Confined free-electrons in an applied electric field: Discontinuous electron density
我们考虑矩形量子点中的自由电子，无论是硬壁边界条件或非谐约束。在这两种情况下，由于有限的尺寸效应，均匀的电场施加沿矩形轴之一示出诱导电子密度的突变，平行和垂直于场的方向：电子密度从一个配置跳跃到另一个。利用这一特性，我们提出了一种纯电机制来控制两个量子点之间的有效交换耦合的大小。该系统最近被提出作为量子计算的量子门。
2004-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase-space representation of Landau and electron coherent states for uniaxially strained graphene
最近的实验进展，在重建的维格纳函数（WF）的电子系统，使我们考虑采用这种理论工具在单轴应变石墨烯的电子动力学分析的可能性。本文研究了在均匀磁场作用下，应变对石墨烯中电子WF的影响。这种机械变形极大地改变了朗道态和相干态的维格纳函数的形状。与扶手椅型相比，WF具有沿Z字形方向拉伸材料的不同行为，并且有利于电子相干态的产生。电子相干态的WF随时间的演化表明，随着时间的增加，经典和量子行为之间的波动围绕一个封闭的路径。与其他方法相比，相空间表象更清楚地显示了非等距相对朗道能级对电子相干态时间演化的影响。我们的研究结果可能有助于建立在石墨烯中实现电子相干态的协议，以及凝聚态和量子光学之间的桥梁。
2020-02-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
