Non-Adiabatic Vibrational Damping of Molecular Adsorbates: Insights into Electronic Friction and the Role of Electronic Coherence
基于含时密度泛函理论，我们提出了一种微扰方法来计算金属表面吸附物非绝热振动阻尼过程中的电子空穴对激发谱。我们对基准系统CO在Cu（100）和Pt（111）上的分析阐明了相当短的电子相干时间的惊人的强烈影响。我们演示了如何在短的电子相干时间的限制，隐含地假设在流行的量子核理论的振动寿命以及电子摩擦，能带结构的影响被洗出来。我们的研究结果表明，更准确的寿命或化学电流的实验测量可以表征电子相干性。
2017-09-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Single electron self-coherence and its wave/particle duality in the electron microscope
本文通过电子显微镜中单电子检测的离散强度累积，验证了电子与物质相干非弹性相互作用的波动描述，并指出该概念可能具有普适性，揭示了单电子的自相干性及其波粒二象性。
2024-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio simulation of laser-induced electronic and vibrational coherence
最近通过超快光谱学实现的原子分辨率要求相应的理论进展。实时含时密度泛函理论（RT-TDDFT）结合Escherichfest动力学提供了一种在精度和计算成本之间的最佳折衷，以研究亚皮秒范围内激光激发材料的电子和振动动力学。然而，这种方法无法解释热效应或零点能量，这在所涉及的物理学中至关重要。本文采用基于RT-TDDFT+ Escherichfest的量子半经典方法模拟了凝聚态中激光诱导的电子相干和振动相干。以碳共轭分子为例，我们证明了从原子核量子分布出发的初始组态的系综平均可以弥补单轨道RT-TDDFT+ Escherichfest的许多缺点，阻尼电子相干性，并在激发态之间引入超快非绝热耦合.由于采样配置的数量随着化合物的尺寸和刚度而减少，对于平均场方法闪耀的大型系统，计算成本仍然适中。在模拟中明确包含一个随时间变化的脉冲，使这种方法作为一个独立的对应实验结果的相干非线性光谱的第一性原理研究的主要进展。
2022-06-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph quant-ph
Simultaneous coherence enhancement of optical and microwave transitions in solid-state electronic spins
固态电子自旋在量子信息科学中被广泛研究，因为它们的大磁矩为计算和通信提供快速操作，并且为传感提供高灵敏度。然而，电子自旋对磁噪声更敏感，但其光谱特性的工程，例如使用时钟跃迁和同位素工程，可以产生显着的自旋相干时间，如GaAs中的电子自旋，硅中的施主和金刚石中的空位中心。在这里，我们证明了同时诱导的时钟跃迁的微波和光域的同位素纯化$^{171}$ Yb $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$晶体，达到100以上的$μ$ s和1 ms的相干时间在光学和微波域，分别。这种效应是由于超精细相互作用的高度各向异性，这使得每个电子-核子态都是纠缠的Bell态。我们的研究结果强调了潜在的$^{171}$ Yb $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$的量子处理应用依赖于光学和自旋操纵，如光量子存储器，微波到光量子换能器，和单自旋检测，而它们也应该是可观察到的一系列不同的材料与各向异性超精细相互作用。
2018-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph quant-ph
Room temperature electron spin coherence in telecom-wavelength quaternary quantum wells
利用时间分辨克尔旋转谱研究了与InP晶格匹配的光通信波长AlInGaAs多量子阱的室温电子自旋动力学。我们发现，电子自旋相干时间和有效的g因子作为铝浓度的函数而变化。这些多量子阱的波长范围从1.26微米到1.53微米的测量的电子自旋相干时间在室温下达到约100 ps，并且测量的电子有效g因子在-2.3到-1.1的范围内。
2006-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Systematic investigation of influence of n-type doping on electron spin dephasing in CdTe
我们使用时间分辨克尔旋转技术研究电子自旋相干在一个全面的一套体CdTe样品与不同浓度的电子，由n型掺杂。电子自旋相干时间为40 ps的温度为7 K的p型CdTe和n型CdTe与低浓度的电子。电子浓度的增加导致自旋相干时间的大幅延长，在最佳掺杂的样品中，自旋相干时间在7 K下可以长达2.5 ns，并且导致电子的g因子的修改。电子浓度的影响在低温下最明显，但在室温下也有相当大的影响。实现最长自旋相干时间的最佳电子浓度在CdTe中比在GaAs中高17倍，并且在CdTe中的自旋相干时间的最大低温值比在GaAs中的相应值短70倍。我们的数据可以帮助交叉检查的各种理论模型，在文献中提出的解释所观察到的非单调掺杂依赖的GaAs中的电子自旋相干时间的预测。
2010-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Observation of long phase-coherence length in epitaxial La-doped CdO thin films
在过去的几十年里，对长电子相位相干长度的研究引起了人们极大的兴趣，长电子相位相干长度是电子保持其量子波动特性的长度。在此，我们报道了在2 K下La掺杂的CdO薄膜中的~ 3.7 μ m的长相位相干长度。La掺杂和电子迁移率和电子相位相干长度的温度依赖性的系统调查揭示了这两个物理性质的对比散射机制。这些结果表明，氧空位是CdO薄膜中破坏电子相位相干性的主要散射体，这为进一步研究氧化物材料中的相位相干性提供了理论依据.
2017-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherence and de-coherence in the Time-Resolved ARPES of realistic materials: an ab-initio perspective
相干和去相干是在典型的泵浦和探测实验中发生的初始光激发之后的最基本步骤。实际上，初始外部激光脉冲在多个电子-空穴对激发的产生方面将相干性转移到系统。激发同时产生有限的载流子密度和感应电磁场的出现。这两种效应，在第一近似下，可以与种群和振荡的简单概念联系起来。因此，初始光激发之后的系统动力学完全由相干性和去相干性之间的相互作用决定。这种相互作用和去相干过程本身是由于光激发激发的相关效应。单粒子（如电子-声子）和双粒子（如电子-电子）散射过程诱导了电子的复杂动力学，这反过来又使得在纯激子和/或载流子种群方面描述相关和光激发系统具有挑战性。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Role of self-coherence in single-electron phase contrast imaging
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Electron Scattering Solutions（电子散射解决方案公司）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）
该研究针对高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）的单电子相位衬度成像，提出自相干长度ls(ΔE)模型，经六方氮化硼的能量过滤HRTEM图像验证，确定能量损失诱导的相位噪声为单电子可见性极限。
2026-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Spin relaxation and coherence times for electrons at the Si/SiO2 interface
虽然硅异质结构中的电子自旋使量子比特具有吸引力，但人们对Si/SiO2界面上电子的相干性知之甚少。我们报告自旋弛豫（T1）和相干（T2）时间的移动电子和自然量子点在28 Si/SiO2界面。移动电子在5 K时具有0.3 us的短T1和T2。与预测一致，限制电子和冷却在350 mK时将T1增加到0.8 ms。相比之下，量子点的T2在350 mK时约为10 us，当点密度减少两倍时增加到30 us。量子点T2比T1短，表明T2在350 mK时不受T1控制，而是受外在机制限制。证据表明，这种外在机制是相邻点中电子之间的交换相互作用。
2010-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron charge qubits with 0.1 millisecond coherence time
电子电荷量子比特是固态量子计算的引人注目的候选者，因为它们在量子比特设计、制造、控制和读出方面固有的简单性。然而，所有现有的电子电荷量子比特，建立在传统的半导体和超导体，遭受严重的电荷噪声，限制相干时间为1微秒的数量级。在这里，我们报告了我们的实验实现的超长相干电子电荷量子比特，基于孤立的单电子被困在真空中的超净固体氖表面。量子信息被编码在与片上超导谐振器中的微波光子强耦合的电子的运动状态中。测量的弛豫时间$T_1$和相干时间$T_2$都是0.1毫秒的量级。在不使用量子限制放大器的情况下，单次读出保真度为98.1%。使用基于Clifford的随机基准测试的平均单量子比特门保真度为99.97%。同时强耦合的两个量子比特与同一个谐振器，作为第一步，两个量子比特纠缠门的通用量子计算。这些结果表明，电子固体氖（eNe）电荷量子比特优于所有现有的电荷量子比特的日期和竞争对手的最先进的超导transmon量子比特，为量子计算提供了一个有吸引力的平台。
2023-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Macroscopic transverse drift of long current-induced spin coherence in two-dimensional electron gases
我们对三重量子阱中二维电子气中电流诱导自旋相干的输运进行了成像。非局部克尔旋转测量，基于光共振放大的电诱导极化，揭示了一个大的空间变化的电子g因子和有效的产生电流控制的自旋轨道场在宏观霍尔棒设备。我们观察到的相干时间在纳秒范围内传输超过半毫米的距离在横向的方向上施加的电场。测量到的长自旋输运长度可以用两种材料性质来解释：清洁系统中电荷扩散的大平均自由程和三重阱中增强的自旋轨道系数。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron spin coherence in Si/SiGe quantum wells
限制电子自旋相干时间的机制对自旋电子学具有重要意义。本文报道了六种不同结构的硅/硅锗二维电子气的电子自旋共振（ESR）和输运测量结果。自旋退相干时间$T_2^*$与从传输实验测量的2DEG密度$n_e$和动量散射时间$τ_p$一起提出。发现$T_2^*$对所施加的磁场相对于2DEG层的取向的显著依赖性，这与文献中描述的任何机制所预期的不一致。
2004-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin coherence of a two-dimensional electron gas induced by resonant excitation of trions and excitons in CdTe/(Cd,Mg)Te quantum wells
利用皮秒抽运-探测克尔旋转技术，对二维电子气（2DEG）中长寿命自旋相干的产生机制进行了实验研究。研究了CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱中稀释的2DEG。电子和空穴之间的强库仑相互作用导致中性激子和带负电荷的激子（trion）的大结合能，这允许人们通过共振光学激发来选择性地寻址激子或trion态。从理论上分析了不同的自旋相干产生方案，其中包括直接光生三电子、光生激子形成三电子和电子-激子交换散射。实验和理论之间的良好协议。
2007-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Spin coherence and dephasing of localized electrons in monolayer MoS$_2$
本文系统地研究了电子掺杂单层MoS $_2$中的相干自旋旋进和自旋退相。使用时间分辨克尔旋转光谱和施加的面内磁场，纳秒时间尺度的拉莫尔自旋进动信号与$g$ -因子$|g_0|\simeq 1.86$相称的观察在几个不同的MOS $_2$样品的化学气相沉积。该振荡信号的退相速率随磁场线性增加，这表明相干性产生于具有不连续加宽的$g$因子分布$g_0 + Δg$的局部电子自旋的子系综。与$g_0$相反，$Δg$是样品依赖性的，范围为0.042至0.115。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetically tunable exciton valley coherence in monolayer WS$_2$ mediated by the electron-hole exchange and exciton-phonon interactions
本文通过建立包含谷内和谷间散射的主方程模型，揭示了单层WS$_2$中磁场可通过解除谷简并抑制电子-空穴交换诱导的退相干，从而调控激子谷相干性，并发现暗激子在低温下具有约15 ps的长相干时间。
2023-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport in serial spinful multiple-dot systems: The role of electron-electron interactions and coherences
量子点是纳米级系统，其中载流子被限制在所有三个空间方向上。这样的纳米系统适合于量子力学的基础研究，并且是诸如量子信息处理的应用的候选者。提出了量子点的线性排列可以作为量子级联激光器的设想。在本工作中，我们研究了电子-电子相互作用对弱耦合到两个引线的自旋串联三重量子点系统输运的影响。我们发现，由于电子-电子散射过程的传输是使超越常见的单粒子传输通道。这表明，串行量子点中的情况本质上偏离了量子级联激光器等分层结构，其中相邻能级之间存在明确的单粒子共振对于器件操作至关重要。此外，我们检查泡利主方程的有效性，通过比较它与一阶冯诺依曼方法。在这里，我们证明了相干性是相关的，如果本征态的能量间距小于铅跃迁率乘以$\hbar$。
2016-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical control of electron spin coherence in CdTe/(Cd,Mg)Te quantum wells
从理论和实验上研究了圆偏振和线偏振短脉冲激光对量子阱电子自旋相干性的光学控制。为此，在n掺杂CdTe/（Cd，Mg）Te量子阱结构的相干电子自旋动力学测量的时间分辨泵浦-探测克尔旋转，使用带负电荷的激子（trion）状态的共振激发。在外加磁场中，由激光控制脉冲引起的电子自旋拍频信号的幅度和相移取决于泵浦控制延迟和控制相对于泵浦脉冲的偏振。实验上隔离了由于控制而对泵浦诱导信号的加性和非加性贡献。这些贡献可以很好地描述在一个两能级模型的框架内的光激发的驻留电子的trion。
2009-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Evidence for Superconducting Phase Coherence in the Metallic/Insulating Regime of the LaAlO3-SrTiO3 Interface Electron System
LaAlO 3-SrTiO 3界面处存在具有极低载流子密度（约为10^13 cm^-2）的超导相。如果借助于栅极场耗尽载流子，则该超导相经历到金属/绝缘状态的转变，该金属/绝缘状态的特征仍然在于状态谱密度中的间隙。测量和分析这个差距的临界场，我们提供的证据表明，宏观相位相干库珀对存在于金属/绝缘状态。这是由波动的涡旋-反涡旋对，而不是由单独的、不动的库珀对来表征的。此外，测量产生的二维系统的超导相干长度的载流子密度依赖。
2015-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
