Colossal anisotropy in diluted magnetic topological insulators
我们考虑了二维狄拉克电子气存在的三维拓扑绝缘体表面的稀磁掺杂。我们发现磁性原子和狄拉克电子之间的交换耦合对两者都有强烈而奇特的影响。首先,交换诱导的单离子磁各向异性非常大,有利于离面取向。在铁磁有序相的情况下,我们发现一个巨大的磁各向异性能,临界温度的顺序。第二,持续的电子电流围绕磁性原子循环,在铁磁相的情况下,围绕表面的边缘。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall
Electron Confinement Induced by Diluted Hydrogen-like Ad-atoms in Graphene Ribbons
我们报告的二维系统的电子性质的石墨烯纳米带,这是图案化的广告原子在两个独立的区域。由于杂质的存在引起的额外的电子限制,我们发现共振能级,准束缚和杂质诱导的局域态,这决定了系统的输运性质。无论系统中的ad原子的分布,我们应用能带折叠程序的简单模型和预测的能量和空间分布的杂质诱导的状态。我们考虑到两种不同的情况:间隙石墨烯和随机分布的广告原子在低稀释制度的存在下。在这两种情况下,仍然检测到缺陷引起的共振。我们的研究结果将鼓励实验者合成这些系统,并采用例如扫描隧道光谱(STS)来表征它们的准局域态。此外,共振输运特征可用于电子应用和分子传感器装置。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Electron-Hole Decoherence in Ion-Gated Epitaxial Graphene
我们报道了离子液体栅控外延石墨烯中的非对称电子空穴退相干。在弱局域化的框架下分析了不同栅压下在零磁场附近观察到的负磁电阻效应,结果表明电子-空穴退相干明显。空穴退相干率随负栅压的降低而显著增加,而电子退相干率不表现出任何实质性的栅依赖性。从数量上讲,空穴退相干速率与电子退相干速率一样大,相差两倍。我们讨论了可能的微观起源,包括自旋交换散射与我们的实验观察一致。
2017-09-22 cond-mat.mes-hall
Relaxation and coherent oscillations in the spin dynamics of II-VI diluted magnetic quantum wells
本文从理论上研究了存在自旋轨道相互作用的II-VI族稀磁量子阱的超快自旋动力学。我们扩展了最近的一项研究,它表明,自旋轨道相互作用和交换sd耦合在体和量子阱可以竞争,从而导致在定性新的动力学时,他们同时行动。我们专注于Hg $_{1-x-y}$ Mn $_x$ Cd $_y$ Te量子阱,它们具有高度可调的Rashba自旋轨道耦合。我们的计算使用最近开发的形式主义,其中包括电子相关性源自交换$sd$耦合。我们发现,电子自旋振荡的过剩能量的依赖性的定性变化取决于是否占主导地位的自旋轨道相互作用或具有可比的强度与sd相互作用。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall
Non-perturbative Correlation Effects in Diluted Magnetic Semiconductors
研究了稀磁半导体中类近藤自旋相互作用引起的载流子-杂质关联效应。这些相关性不仅负责载流子和杂质之间的自旋转移,而且还在自旋动力学中产生非微扰效应,例如载流子自旋的进动频率的重整化,其可以在CdMnTe量子阱中达到百分之几的值。在二维系统中,具有定义波矢的单电子自旋的旋进频率重整化显示出类似于金属中的近藤问题的对数发散。然而,对于光滑的电子分布,由于对数的可积性,发散消失。一个可能的失相机制所造成的波矢量依赖的电子自旋进动频率被发现是次要的重要性相比,从载流子的自旋转移到杂质系统。在马尔可夫极限的理论,准平衡表达式的载流子-杂质的相关能量可以推导出表示形成强相关的载流子-杂质态的温度在mK范围内。
2015-09-11 cond-mat.mes-hall
Carrier-impurity spin transfer dynamics in paramagnetic II-VI diluted magnetic semiconductors in the presence of a wave-vector-dependent magnetic field
在考虑载流子-杂质关联的情况下,导出了顺磁性II-VI族稀磁半导体中载流子和杂质自旋在$\mathbf{k}$相关的有效磁场中的量子动力学运动方程。在马尔可夫极限下,电子-杂质自旋转移的速率可以从平行和垂直于杂质自旋的电子自旋导出,对应于法拉第和Voigt几何中克尔实验中可测量的衰变速率。我们严格的微观量子动力学处理自动占的事实,即在一个单独的自旋翻转散射过程中,自旋翻转的电子必然伴随着一个翻转的杂质自旋在相反的方向和相应的变化的杂质塞曼能量的影响最终的能量的散射事件后的电子。在自旋触发器散射过程后,电子能量的这种变化在文献中通常被忽略,在外部磁场中的极度稀磁半导体的情况下,这种变化变得特别重要。作为$\mathbf{k}$依赖的有效磁场的一个具体例子,Rashba场对Hg $_{1-x-y}$ Cd $_y$ Mn $_x$ Te量子阱中载流子-杂质关联的动力学的影响被描述。据发现,虽然占Rashba相互作用的动力学的相关性导致修改后的$\mathbf{k}$ -空间动力学,总载流子自旋的时间演化没有显着的影响。此外,本理论和集体载流子杂质的进动模式的描述之间的联系。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall
Quantum decoherence dynamics of divacancy spins in silicon carbide
长相干时间是量子比特(qubit)性能的关键。在这里,我们的实验和理论表明,哈恩回波相干时间(T2)的电子自旋与4 H-SiC中的双空位缺陷达到1.3毫秒,在天然同位素晶体中的电子自旋的最长T2时间之一。使用第一性原理微观量子浴模型,我们发现,两个因素决定了异常强大的相干性。首先,在中等磁场(300 G及以上)的存在下,29 Si和13 C顺磁核自旋浴被去耦。此外,由于SiC是二元晶体,同质核自旋对被稀释并且被禁止形成强耦合的最近邻自旋对。更长的近邻距离导致更少的核自旋触发器,更少波动的晶内磁环境,从而更长的T2时间。我们的研究结果指出,多原子晶体作为有前途的主机相干量子位在固态。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Spin currents in diluted magnetic semiconductors (extended version)
在无偏置稀磁半导体结构(Cd,Mn)Te/(Cd,Mg)Te中观察到了导致零偏置自旋分离的自旋电流。通过施加外部磁场,将由于太赫兹辐射加热电子气而产生的纯自旋电流转换成净电流。我们证明了由于局域Mn(2+)离子的自旋相关散射和巨大的塞曼分裂,磁性离子系统的极化极大地增强了转换。
2009-03-02 cond-mat.mes-hall
Evidence of breakdown of the spin symmetry in diluted 2D electron gases
最近有人声称在稀电子气体\cite{young99}中实验证明了自发自旋极化,这使长期存在的理论讨论\cite{ceper99,bloch}重新活跃起来。在二维中,铁磁流体的稳定性可能会受到低密度\cite{abra79}下金属-绝缘体转变的阻碍。为了规避本地化的二维电子气(2DEG),我们调查了低人口的第二电子子带,其中的无序势主要是由第一子带的高密度屏蔽。这封信报告的自旋对称性在2DEG的崩溃,揭示了突然增强的交换和相关条款的库仑相互作用,确定从集体电荷和自旋激发的能量。非弹性光散射实验和计算的时间相关的本地自旋密度近似给出了强有力的证据,铁磁基态的存在,在稀释制度。
2006-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Taming electronic decoherence in 1D chiral ballistic quantum conductors
尽管量子霍尔边缘通道中强有效屏蔽库仑相互作用引起的单电子激发的退相干和弛豫本身是一个有趣的问题,但这对电子量子光学在量子信息和量子传感中的应用是一个重要的挑战。在本文中,我们研究了在一个理想的单电子通道与长程有效库仑相互作用的内在单电子退相干,以确定材料和样品属性的影响。我们发现,弱耦合材料的特点是高速度的热电子激发可能会提供有趣的观点,限制由于电子/电子相互作用的内在退相干。我们定量地讨论了如何在$ν=2$上用一个封闭的边缘通道在专门设计的样品中有效地抑制由于与通道的电磁环境耦合而引起的非本征退相干,并且我们提出了一个现实的几何形状用于在宏欧曼德尔实验中测试退相干控制。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall
Electron and hole spin dynamics and decoherence in quantum dots
本文综述了我们在单量子点和双量子点中电子和空穴自旋的动力学和退相干方面的工作。第一部分,电子自旋,重点是通过超精细相互作用引起的退相干,而第二部分则涵盖了由于自旋轨道相互作用引起的重空穴自旋的退相干和弛豫,以及使用电偶极子自旋共振操纵重空穴自旋。
2007-06-11 cond-mat.mes-hall
Decoherence induced by electron accumulation in quantum measurement of charge qubits
本文研究了在电荷量子比特的量子测量过程中,由于电子隧穿的积累而引起的量子退相干。电荷量子比特是限制在耦合量子点中的单个电子。量子位状态的测量使用量子点接触来执行。由于量子点接触的源极和漏极之间的电子积累,在对平衡库的非平衡扰动内导出了一组量子比特态的主方程。在此框架下,研究了测量过程中电子积累引起的量子比特态的量子退相干,得到了电荷量子比特退相干的一些有趣结果。
2006-09-07 cond-mat.mes-hall
Theory of spin waves in diluted-magnetic-semiconductor quantum wells
我们提出了一个稀磁半导体量子阱中集体自旋激发的理论,其中局域磁矩通过准二维电子或空穴气体耦合。在部分自旋极化电子的铁磁态中,我们发现Goldstone集体模具有反常的$k^4$色散,而在对称量子阱中奇宇称模完全不色散.我们讨论了当考虑自旋轨道相互作用时出现的集体激发谱中的能隙。
2004-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decoherence of coupled electron spins via nuclear spin dynamics in quantum dots
在双量子点中,两个电子自旋之间的交换相互作用重整化了核自旋池中成对翻转的激发能,这反过来又修改了非马尔可夫池动力学。由于能量重整化随量子点之间的Overhauser场失配而变化,因此由浴动力学产生的电子单重态-三重态退相干依赖于从系综中对核自旋态的采样,导致从单样本动力学中的指数退相干转变为系综平均下的幂律衰减。相反,对于不同的核自旋组态选择,一个点中单个电子自旋的退相干基本上是相同的。
2007-07-17 cond-mat.mes-hall
Theory of electron spin decoherence by interacting nuclear spins in a quantum dot
本文利用核对关联方法,在强磁场和核自旋温度高而电子温度低的条件下,给出了电子-核自旋动力学的电子自旋退相干的量子解.该理论结合了超精细相互作用、内禀相互作用和电子-核自旋相互作用,并给出了电子-核自旋相互作用的量子解.(直接和间接)核相互作用,以及由与所讨论的单电子的超精细相互作用介导的非本征核耦合。最后被证明是重要的自由感应衰减(FID)的单电子自旋相干性。自旋回波消除了超精细介导的退相干,但只减少了由内禀核相互作用引起的退相干。因此,单自旋FID和系综自旋回波的退相干时间是显著不同的。退相干的解释量子纠缠,这涉及到更多的光谱扩散。
2006-08-01 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium distribution functions in electron transport: Decoherence, energy redistribution and dissipation
介绍了一个新的统计模型,该模型考虑了退相干、能量重新分配和耗散对大量子系统中电子输运的综合影响。其基本思想是考虑电子相位信息仅在随机选择的区域丢失,其平均距离对应于退相干长度。在这些区域中,电子的能量可以保持不变,或者在电子系统内重新分配,或者消散到热浴中。不同类型的散射和退相干在能量分布函数中留下不同的指纹。它们可以被解释为非热化电子和热化电子的混合物。在弱退相干的情况下,热化电子的分数显示出电和热接触电阻。在非相干输运的制度,所提出的模型是等效的玻尔兹曼方程。该模型被应用到碳纳米管的实验。该模型与实验数据的良好协议允许确定系统的散射长度。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall
Electronic and optical spectra in a diluted magnetic semiconductor multilayer
利用相干势近似和紧束缚模型研究了顺磁温度下半导体合金多层膜中磁性杂质随浓度$x$的随机分布效应。计算了磁性离子上载流子自旋和局域自旋矩之间的弱交换作用和强交换作用下电子态和光吸收谱随$x$的变化。我们发现,由于量子尺寸效应,态密度和光吸收具有很强的层依赖性。由于磁性离子的自旋涨落使电子光谱和光学光谱展宽,在强交换作用的情况下,两个光谱中都出现了能隙。此外,内层在系统的光吸收中显示出更高的贡献。研究结果对磁光器件在顺磁温度下的应用有一定的参考价值。
2012-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Decoherence and relaxation of single electron excitations in quantum Hall edge channels
本文提出了一种计算双量子霍尔边沟道中能量分辨单电子激发的退相干和弛豫的统一方法。在玻色化框架内,计算了由相互作用和与外部线性电路的电容耦合引起的弛豫和退相干。本文建立了一个由边沟道和线性电路构成的两端器件高频输运特性的显式连接。
2009-12-14 cond-mat.mes-hall
Charge decoherence in laterally coupled quantum dots due to electron-phonon interactions
研究了横向耦合单电子半导体双量子点中电子-声子相互作用的电荷退相干。我们分析和数值计算由于电子耦合到声学和光学声子的弛豫和退相速率,并探讨系统参数空间的点间距离,单点限制的强度,和点间耦合强度。我们的数值计算结果表明,电子散射率强烈依赖于电子约束的强度和系统的大小。此外,虽然决定电荷退相干率的最主要因素是电荷量子位态之间的能量分裂,但双点配置的细节也非常重要。
2005-06-28 cond-mat.mes-hall
Single Electron Spin Decoherence by Nuclear Spin Bath: Linked Cluster Expansion Approach
建立了一个单电子自旋与核自旋池相互作用的横向动力学理论模型。该方法允许一个简单的图形表示和不同的核自旋激发过程有助于电子自旋退相干和动力学相位波动的解析表达式。它解释了核自旋动力学超越传统的对相关模型。作为该理论的一个例证,我们评估了在Si晶体中的P施主电子自旋的相干动力学。
2006-09-05 cond-mat.mes-hall
Decoherence and relaxation of a single electron in a one dimensional conductor
本文研究了一维手征导体中单个基元电子激发的退相干和弛豫。利用Hong-Ou-Mandel实验的电子模拟中的两粒子干涉,定量分析了填充因子为2时单电子沿量子霍尔边缘通道传输的退相干情况.退相干是由于库仑相互作用引起的集体中性激发的出现,导致一维准粒子的破坏。本研究建立了相关的电子量子光学装置,提供严格的测试强相互作用效应在一维导体描述的Luttinger液体范例。
2016-09-12 cond-mat.mes-hall
Magnetic circular dichroism from the impurity band in III-V diluted magnetic semiconductors
III-V稀磁半导体的磁性圆二色性,计算在一个理论框架内,适合于高度无序的材料,示出占主导地位的散装带和杂质带之间的光学跃迁形成的磁性掺杂状态。该理论框架采用了真实空间格林函数,以适当地将空间相关性的无序导带和价带电子结构,并包括扩展和本地化的电子状态在平等的基础上。我们的研究结果调和不寻常的趋势,在实验中的磁性圆二色性在III-V DMS与反铁磁的p-d交换之间的相互作用的磁性掺杂剂自旋和它的主机。
2008-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron-Phonon interaction and electronic decoherence in molecular conductors
我们执行一个简短的,但关键的审查兰道尔图片的运输,澄清如何退相干出现在这种方法。在此基础上,我们提出了不同的模型,使研究的相干和退相干效应的相互作用与环境中的电子输运。这些模型特别适合于分子线中的传输分析。退相干的影响,通过D 'Amato-Pastawski模型,详细解释。我们还考虑了在某些模型中的电子振动相互作用的极化子的形成。我们的量子相干框架使我们能够研究多体干涉效应。特别强调的是作为这些干扰的结果的反共振的发生。通过研究这些可溶性模型中的相位起伏,我们能够识别非弹性和退相干效应。还简要介绍了一个一般制剂的考虑随时间变化的运输。
2002-04-01 cond-mat.mes-hall
Decoherence in electron transport: back-scattering, effect on interference and rectification
本文研究Büttiker探针诱导的部分退相干对一维量子线和环两端电子输运的影响,发现退相干引发背散射与整流效应,并削弱Fabry-Pérot振荡与Aharonov-Bohm干涉的电导振荡振幅。
2024-10-01 cond-mat.mes-hall
Analytical Solution of Electron Spin Decoherence Through Hyperfine Interaction in a Quantum Dot
解析求解了量子点中由于超精细相互作用引起的{ \it Non-Markovian}单电子自旋动力学。我们采用运动方程方法,辅以大场展开,发现由电子介导的虚核自旋触发器对横电子自旋关联函数的完全退相干有重要贡献.我们的结果表明,90%的核极化可以提高电子自旋$T_2$时间近两个数量级。在长时间极限内,在极化核和非极化核都存在的情况下,电子自旋关联函数具有非指数的$1/t^2$衰减。
2006-07-23 cond-mat.mes-hall
Probing Single-Electron Spin Decoherence in Quantum Dots using Charged Excitons
我们提出用磁共振光探测(ODMR)方法测量半导体量子点中单个电子自旋的退相干时间T_{2}。电子处于自旋1/2态之一,由于泡利阻塞,圆偏振激光只能为电子自旋态之一产生光激发。所施加的电子自旋共振(ESR)场导致拉比自旋翻转,从而导致光致发光的调制,或者光电流的调制。这使得人们可以测量ESR线宽和相干拉比振荡,从中可以确定电子自旋退相干。我们研究了不同的可能方案,这样的ODMR设置,包括连续或脉冲激光激发。
2004-08-20 cond-mat.mes-hall
Hyperfine interaction induced decoherence of electron spins in quantum dots
我们详细调查,使用分析和数值工具,在量子点(QD)耦合到一个浴的核自旋在磁场或不同的初始浴极化的电子自旋的退相干,专注于纵向弛豫在低和中等的字段/极化制度。核自旋池初始极化的增加对退相干过程的影响与外加磁场的增加相同,即退相干动力学从平稳衰减变为阻尼振荡。对于单QD和双QD设置,可以通过实验观察到这种变化。我们的研究结果表明,退相干时间的大幅增加需要非常大的浴极化,和使用其他方法(动态解耦或控制的核自旋分布)可能是更实际的抑制量子点为基础的量子比特的退相干。
2006-11-15 cond-mat.mes-hall
Conduction electrons and the decoherence of solid state qubits
研究了半导体中杂质束缚电子与导带电子相互作用的动力学。仅考虑交换交互作用。在常用的玻恩近似和马尔可夫近似下,我们导出了单量子比特和双量子比特系统的密度矩阵的主方程。在两个量子比特的情况下,浴介导的RKKY相互作用自然产生。仅当量子位间距与浴电子的热deBroglie波长的比率($R_{T}$)小时,它才导致显著的能量偏移。这种浴介导的相互作用也对退相干时间有深远的影响;随着$R_{T}$的增加,这种影响单调下降。
2006-03-10 cond-mat.mes-hall
Clauser-Horne inequality and decoherence in mesoscopic conductors
我们分析了退相干对介观多端导体中全电子计数统计的Clauser-Horne(CH)不等式的破坏的影响。我们的设置包括一个纠缠发射通量的纠缠电子到两个导体的散射矩阵和受退相干。相位记忆的损失是通过引入虚拟的额外的线索唯象建模。使用自旋敏感电子计数器检测出的电子。给定一定的平均数的入射纠缠电子,CH不等式被评估为检测到的粒子的数量的函数和表征散射矩阵的各种量。当退相干被打开时,我们表明,违反CH不等式的量被有效地减少。有趣的是,我们发现,通过调整系统的参数,存在一个受保护的区域的$Q$值,违反持有任意强退相干。
2005-10-12 cond-mat.mes-hall
Phonon-mediated decoherence in triple quantum dot interferometers
我们研究了三重量子点的退相干,其中一个量子点耦合到一个阻尼声子模,而另外两个量子点分别连接到源极和漏极。在不存在退相干的情况下,单电子输运可能会被落入与漏极解耦的叠加态的电子阻挡,该叠加态被称为暗态。声子介导的退相干影响这种叠加,并导致有限的电流。我们研究了电流及其散粒噪声数值内的电子和耗散声子模式的主方程方法。一个极化子变换使我们能够获得一个简化的方程,只有点电子提供的分析结果与数值一致。
2011-03-31 cond-mat.mes-hall
Decoherence of Rabi oscillations of electronic spin states in a double quantum dot
我们研究了电荷涨落在自旋态间Rabi振荡退相干中的作用|$\uparrow \downarrow$ >,|双点结构中两个电子的$\downarrow \uparrow$ >。我们考虑了在经典极限和量子极限下,系统的能量和量子态的涨落的影响。的状态波动的作用示出的领导秩序在足够高的温度下,适用于实际的实验。在低温下,低频能量波动是唯一的主要贡献。
2009-01-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic Field Dependence of Dephasing Rate due to Diluted Kondo Impurities
我们调查的退相率,1/τ_phi,弱无序电子由于稀释动力学杂质的散射。我们以前的弱定域退相速率的结果是从稀释的近藤杂质推广到任意的动力学缺陷与典型的能量转移大于1/τ_phi。对于磁性杂质,我们研究了磁场对Aharonov-Bohm振荡和普适电导涨落的退相的影响,分别用解析方法和数值重整化群方法。这些结果与最近的实验进行了比较。
2007-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak localization, Aharonov-Bohm oscillations and decoherence in arrays of quantum dots
将散射矩阵理论与非线性$σ$模型和Keldysh方法相结合,发展了一种统一的理论方法,使人们能够非微扰地研究电子-电子相互作用对任意量子点阵列中弱局域化和Aharonov-Bohm振荡的影响。我们的模型包括(i)弱无序导体(ii)强无序导体和(iii)金属量子点。在所有这些情况下,在$T \to 0$的电子退相干时间被发现饱和到一个有限的值所确定的通用公式,同意定量与许多实验结果。我们的分析提供了压倒性的证据,有利于电子-电子相互作用作为一个普遍的机制,零温度电子退相干无序导体。
2010-11-19 cond-mat.mes-hall
Ultrafast spin dynamics in II-VI diluted magnetic semiconductors with spin-orbit interaction
本文从理论上研究了存在自旋轨道相互作用的II-VI族稀磁半导体的超快自旋动力学。我们的目标是探索在体和量子阱系统中交换$sd$耦合和自旋轨道相互作用之间的相互作用或竞争。对于散装材料,我们集中在锌$_{1-x}$锰$_x$硒,并考虑到Dresselhaus相互作用,而对于量子阱,我们研究汞$_{1-x-y}$锰$_x$镉$_y$碲系统具有较强的Rashba耦合。我们的计算是用最近发展起来的一种形式化方法进行的,该方法结合了源自交换$sd$耦合的平均场论之外的电子相关。对于散装和准二维系统,我们发现,通过改变系统的参数在现实的范围内,这两个相互作用可以选择发挥主导作用,或在平等的基础上相互竞争。在这两种类型的系统中,自旋-轨道相互作用最显著的影响是出现强烈的振荡,其中交换$sd$耦合本身仅引起平均电子自旋分量的指数衰减。平均场近似也进行了研究,它是解析解释为什么它显示出强大的抑制自旋轨道诱导的自旋分量平行于Mn磁场的退相。
2015-05-13 cond-mat.mes-hall
Decoherence and single electron charging in an electronic Mach-Zehnder interferometer
研究了在整数量子霍尔机制下,利用边缘通道的电子马赫-曾德尔干涉仪中量子干涉的温度和电压依赖性。的干涉条纹的振幅是显着小于预期的理论;然而,温度和偏置电压的可视性的函数依赖性同意非常好的理论预测。叠加在Aharonov-Bohm(AB)振荡上,观察到周期小六倍的电导振荡。后者仅取决于栅极电压,而不是在AB相,并可能与单电子充电。
2006-08-01 cond-mat.mes-hall
Spin interactions, relaxation and decoherence in quantum dots
本文综述了准二维量子点中电子和空穴的自旋退相干以及纳米线量子点中电子自旋弛豫的研究进展。受限电子和空穴的自旋被认为是实现量子信息存储和处理设备的主要候选者,前提是可以实现足够长的相干和弛豫时间。结果表明,这一前提条件在电子量子点和空穴量子点中都有可能实现,从而向自旋量子位的量子计算迈出了一大步。
2009-03-03 cond-mat.mes-hall
The Decoherence of the Electron Spin Polarization and Meta-stability of $C^{13}$ Nuclei in Diamond
在金刚石表面成功地形成和操纵纠缠$C^{13}$原子之后,我们通过对中心自旋模型的含时格林函数的非微扰处理,计算了金刚石中电子自旋极化的退相干,该模型描述了电子与$C^{13}$原子池的声子和超精细耦合,对于任意的初始极化,外加场强,并且对于多达八个纠缠的$C^{13}$原子。我们比较这些数值结果与确切的治疗可在完全初始极化的限制的非马尔可夫动力学制度,并评论危险无关的缩放的亚稳定性的$C^{13}$触发器过程中的作用。
2009-06-26 cond-mat.mes-hall
Mitigating decoherence in hot electron interferometry
由于它们的高能量,量子霍尔边缘态的热电子可以被认为是有潜力用于量子光学实验的单个粒子。然而,与光子不同的是,电子在传输过程中通常会经历散射过程,这会导致相干性的丧失,并限制了它们表现出量子相干行为的能力。本文从理论上研究了马赫-曾德尔干涉仪中超热电子的退相干机制,并着重讨论了声学和光学声子发射所起的作用。我们讨论了实验参数的最佳选择,并表明,高vibration的$\gtrsim 85\%$是在热电子器件在相对较长的距离为10 $μ$ m。我们还讨论了能量过滤技术,以消除退相干电子,并表明,这可以增加vitamins超过$95\%$。这代表了对费米能级电子量子光学的改进,并建议将热电子电荷泵作为实现量子相干纳米电子器件的平台。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Decoherence and lead induced inter-dot coupling in nonequilibrium electron transport through interacting quantum dots: A hierarchical quantum master equation approach
采用量子主方程方法研究了相互作用双量子点系统中电子输运的干涉效应和电子-电子相互作用之间的相互作用.由于电子-电子相互作用的退相干被发现引起显着的负微分电阻,增强的电流-电压特性和反转的电子布居结构的加宽。对栅极电压的依赖性被证明是一个有用的方法区分退相干引起的现象,从其他机制,如阻塞状态的存在引起的影响。由层次的量子主方程的方法获得的结果的比较,从玻恩-马尔可夫近似的Nakajima-Zwanzig方程和非交叉近似的非平衡格林函数,揭示了一个点间耦合的重要性,起源于能量依赖的导带中的铅和需要一个系统的微扰膨胀。
2013-12-19 cond-mat.mes-hall
Decoherence of localized spins interacting via RKKY interaction
本文从理论上研究了一维、二维和三维电子气中两个局域自旋通过RKKY相互作用的退相干。我们导出了局域自旋约化密度矩阵的动力学方程,并表明当RKKY相互作用为铁磁时,由单重态-三重态跃迁引起的能量弛豫被抑制。我们还估计了两个量子点嵌入二维电子气中的系统的退相干时间。
2005-05-17 cond-mat.mes-hall
Three stage decoherence dynamics of electron spin qubits in an optically active quantum dot
由于缺乏对量子位退相干机制的详细理解,固体中离散量子态的控制及其在量子信息处理中的应用变得复杂。对于半导体量子点中的自旋量子比特,退相干的唯象模型目前认识到两个基本阶段;由于自旋量子比特在几乎静态但随机分布的超精细场周围的相干进动而导致的快速系综退相,以及由于复杂的多体相互作用效应引起的核自旋浴动力学而导致的自旋量子比特极化的不可逆弛豫的慢得多的过程。我们明确地表明,这种观点的退相干是大大简化,自旋量子位态的弛豫是由三个,而不是两个基本阶段。额外的阶段对应于在核自旋浴中发生的相干退相过程的效果,其表现为在中间时间尺度处中心自旋极化的相对快速但不完全的非单调弛豫。这一观察改变了我们对固态系统中电子自旋量子位退相干机制的理解。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall
Low temperature decoherence by electron-electron interactions: Role of quantum fluctuations
我们推导出一个一般表达式的无序导体与电子-电子相互作用(在标准模型内处理)的电导率和评估弱本地化校正增量sigma_{wl}采用没有近似超出的定义的准确性增量sigma_{wl}。我们的分析适用于相互作用中的所有阶次,并通过明确考虑相互作用电子(前指数)经典路径周围的量子涨落来扩展我们之前的计算。我们专门解决最有趣的低温极限,并证明这种波动只能是重要的,在短时间的微扰制度,而他们实际上是无关的Cooperon动力学在较长的时间。我们充分证实了我们关于零温下电子相互作用诱导退相干存在的结论。我们还证明了Aleiner等人(AAV)[J. Low Temp. 126,1377(2002)和cond-mat/0110545],并丢弃AAV对我们早期分析的批评。
2003-07-16 cond-mat.mes-hall
Sub Decoherence Time Generation and Detection of Orbital Entanglement
最近的实验已经证明了单个单电子轨道量子比特的亚退相干时间控制。在这里,我们提出了一个量子点为基础的计划,产生和检测的轨道纠缠电子对的时间尺度远短于退相干时间。电子通过双粒子干涉纠缠,并在单个共隧穿事件期间转移到探测器,使该方案对电荷噪声不敏感。对于足够长的检测器点寿命,可以使用实时计数技术进行点电荷的互相关检测,从而为轨道纠缠的明确短时贝尔不等式测试开辟了道路。
2015-01-16 cond-mat.mes-hall
Dissipative time-dependent quantum transport theory: quantum interference and phonon induced decoherence dynamics
利用运动方程方法结合小极化子变换,建立了强电子-声子相互作用的含时非弹性电子输运理论。在强耦合区考虑了电子-声子耦合耗散,验证了小极化子变换的正确性。建立了相应的运动方程,并用于研究分子结中的量子干涉效应和声子诱导退相干动力学。数值研究清楚地显示了输运电子通过两个与引线耦合不同的准简并态时的量子干涉效应。我们还发现,声子散射破坏了相位相干性,电子-声子相互作用可以抑制量子干涉。这表明在具有显著量子干涉效应的系统中,电子-声子相互作用的重要性。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Comment on ``Influence Functional for Decoherence of Interacting Electrons in Disordered Conductors'' (cond-mat/0510563v1) and on related papers (cond-mat/0510556v1 and cond-mat/0510557v1)
最近,von Delft(cond-mat/0510563 v1)(JvD)成功地重新推导了我们的相互作用电子的影响泛函,并声称在我们的方法中,他能够获得在T=0时消失的电子退相干率。在这篇评论中,我们证明JvD的说法是错误的,因为它是基于模糊和不受控制的操纵违反量子理论的基本原则,如能量-时间不确定性关系,因果关系,波动耗散定理,细致平衡等。我们还简要地解决不足的近似马夸特{ \it等人}。(cond-mat/0510556 v1)和von Delft { \it et al.}(cond-mat/0510557 v1),并证明了在极限T=0时,三篇文献的结果都不符合代数的简单规则。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
Electron spin decoherence in quantum dots due to interaction with nuclei
研究了孤立量子点中单个电子自旋与原子核的超精细相互作用在小于原子核自旋弛豫时间时的退相干。这种衰减是由点内电子包络波函数的空间变化引起的,从而导致非均匀的超精细耦合。我们计算了有和没有磁场的自旋关联函数,发现自旋进动幅度的衰减不是指数衰减,而是幂(反对数)律。对于全极化核,我们找到了一个精确解,并表明进动幅度和衰变行为可以通过磁场来调节。相应的衰变时间由$\hbar N/A$给出,其中$A$是超精细相互作用常数,$N$是点内的原子核数。由于衰变而达到的岁差幅度是有限的。我们发现,有一个显着的差异之间的退相干时间为一个单一的点和一个合奏的点的失相时间。
2002-01-17 cond-mat.mes-hall
Spin decoherence in n-type GaAs: the effectiveness of the third-body rejection method for electron-electron scattering
本文用EnergyMonteCarlo方法研究了室温下中等电子密度下n型GaAs体材料的自旋退相干。我们证明了Ridley提出的第三体排斥方法可以成功地应用于EnergyMonteCarlo算法,并用于解决电子-电子对自旋退相干的贡献问题.
2014-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wavefunction considerations for the central spin decoherence problem in a nuclear spin bath
低温下固态材料中局域电子自旋的退相干("中心自旋“问题)被认为是由晶格中核自旋的相互作用决定的。通过施加大的磁场来分裂电子自旋的能级并防止去极化,这种去相干被部分抑制。然而,由动态核自旋浴引起的退相退相干不能以这种方式消除。核场的涨落导致电子的进动频率在一个被称为光谱扩散的过程中的不确定性。本文考虑了电子的波函数形状对光谱扩散的影响,并给出了自由感应衰减的波函数依赖的退相干时间公式,以及自旋回波和级联动力学退相干方案以增强相干性。我们还讨论了双量子点的单重态-三重态编码的量子比特的退相。这项工作的一个中心的理论结果是一个连续近似的光谱扩散问题,我们已经应用到GaAs和InAs材料具体的发展。
2008-04-11 cond-mat.mes-hall
Decoherence of high-energy electrons in weakly disordered quantum Hall edge states
在填充因子为$ν=2$的整数量子霍尔效应中,考虑了无序和边态间库仑相互作用,从理论上研究了边态电子输运的相位相干性.在一个福克-普朗克的方法,我们计算分析的Aharonov-Bohm振荡的电流通过电子马赫-曾德尔干涉仪的可见性。与最近的实验一致,我们发现可见度与费米海上方注入的载流电子的能量无关。相反,边缘处的无序量设置可用于边缘间状态能量交换的相空间,从而控制可见性抑制。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Decoherence and dynamical decoupling control of nitrogen-vacancy center electron spins in nuclear spin baths
理论研究了高纯金刚石中氮空位中心电子自旋的退相干和动力学解耦控制,其中与$^{13}$ C核自旋的超精细相互作用是主要的退相干机制.退相干被表述为电子自旋与核自旋之间的纠缠,这是由电子自旋状态的核自旋浴演化引起的。核自旋浴演化是由单自旋进动和成对触发器等基本过程驱动的。退相干中不同基元过程的重要性取决于外磁场的强度。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence of Flux Qubits Coupled to Electronic Circuits
在实现固态量子计算的道路上,克服退相干是一个核心问题。在这篇文章中,我们讨论了耦合到耗散电子电路的超导磁通量子比特的退相干模型。我们讨论了它对单量子比特退相干率和双量子比特门性能的影响。这些结果可用于设计退相干最佳设置。
2003-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Characterizing and Mitigating Timing Noise-Induced Decoherence in Single Electron Sources
针对单电子源中超短电子脉冲的强退相干无法用传统机制解释的问题,提出时序噪声通用模型并给出滤除方案,可适配存在其他退相干效应的场景。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence and Quantum Interference assisted electron trapping in a quantum dot
我们提出了一个理论模型的动力学的电子被捕获的消相干和量子干涉的手段在中央量子点(QD)的半导体纳米环(NR)的五个量子点(QD),在100和300 K之间。电子的动力学描述的主方程与紧束缚模型的基础上的哈密顿量,考虑到电子-LO声子相互作用(EMPPI)。基于这种配置,捕获电子而没有退相干的概率几乎为27%。与此相反,在100 K,200 K和300 K时,在退相干的情况下捕获电子的概率分别为70%,63%和58%。我们的模型提供了一种在室温下捕获电子的新方法。
2013-08-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Effect of connecting wires on the decoherence due to electron-electron interaction in a metallic ring
我们考虑通过有限长的导线连接到储存器的环中的弱局域化,并提交给一个磁场。研究了由于电子-电子相互作用引起的退相干对原子吸收光谱振荡谐波的影响,特别是引线的影响。得到两个结果,为短和长的领导制度。讨论了发生交叉的尺度。长引线制度被证明是更现实的实验。
2007-07-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall