Nuclear Spin Dynamics in Double Quantum Dots: Multi-Stability, Dynamical Polarization, Criticality and Entanglement
本文从理论上研究了在Pauli阻塞机制下，电定义双量子点中由电子输运和超精细相互作用驱动的核自旋动力学。我们推导出一个基于主方程的框架，并表明耦合的电子-核系统显示出对两个量子点中的大的核自旋极化梯度的积累的不稳定性。在这种非均匀磁场的存在下，集体超精细耦合中的量子干涉效应导致在演化的稳态中两个量子点之间的相当大的核自旋纠缠。我们调查这种效果，使用分析和数值技术，并证明其鲁棒性下的各种类型的缺陷。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Large nuclear Overhauser fields detected in vertically-coupled double quantum dots
本文报道了双GaAs垂直量子点在自旋封锁区的电感应和动态核极化的探测。观察到的最大Overhauser场约为4特斯拉，对应于本装置中约40%的核极化。一个唯象模型提供了一个定性的理解我们的结果。
2007-07-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Screening nuclear field fluctuations in quantum dots for indistinguishable photon generation
半导体量子点可以产生高度相干且不可分辨的单光子。然而，本征半导体退相机制可以降低双光子干涉的可见性。对于量子点中的电子，一个基本的退相过程是与核自旋浴的超精细相互作用。在这里，我们直接探讨的结果波动的核自旋的弹性和非弹性散射光子谱从一个单一的点居民电子。我们发现，核自旋涨落导致失谐拉曼散射光子，这是区别于弹性和非相干成分的共振荧光。这大大降低了双光子干涉的可见性。然而，我们证明了核自旋噪声的成功筛选，使相干单光子，表现出高可见度的双光子干涉的产生。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangling nuclear spins in distant quantum dots via an electron bus
我们提出了一个协议的确定性产生的纠缠之间的两个合奏的核自旋周围两个遥远的量子点。该协议依赖于在每个量子点中注入具有确定极化的电子以及电子从一个量子点到另一个量子点的相干转移。计算小系统的精确动力学，并使用有效的主方程和近似的非线性运动方程的较大系统，我们能够确认，我们的协议确实产生纠缠均匀和非均匀系统。最后，我们分析了我们的协议在当前几个实验平台上的可行性。
2021-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-local nuclear spin quieting in quantum dot molecules: Optically-induced extended two-electron spin coherence time
我们证明了所有四个双电子自旋基态的InAs量子点分子（QDM）通过非本地抑制两个组成量子点（QD）的核自旋波动之间的相干性的扩展，而光学寻址只有上量子点跃迁。通过暗态光谱揭示了量子点之间的交换相互作用介导的核自旋锁定导致的长相干时间。线形分析提供了第一次测量的平静的奥弗豪泽场分布与减少核自旋波动。
2015-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Control of the direction and rate of nuclear spin flips in InAs quantum dots using detuned optical pulse trains
我们发现光脉冲训练与量子点中电子跃迁的失谐控制了核自旋翻转的方向。光脉冲训练产生围绕所施加的磁场进动的电子自旋，其中自旋分量仅对于失谐脉冲平行于场。这个分量导致核自旋翻转的不对称性，提供了一种产生稳定和精确的核自旋极化值的方法。使用双色，时间分辨法拉第旋转和椭圆率观察到这种效果。
2009-01-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Inhomogeneous dynamic nuclear polarization and suppression of electron-polarization decay in a quantum dot
我们通过频繁地向量子点注入极化电子自旋来研究动态核极化过程。由于频繁注入的电子自旋抑制了直接偶极和间接电子介导的核自旋相互作用，独立自旋近似下的解析预测与量子数值模拟符合得很好。我们的结果表明，所获得的核极化是高度不均匀的，成正比于当地的电子-核超精细相互作用常数的平方，如果注入频率高。利用非均匀极化核自旋作为初始态，我们进一步证明了即使在相对较低的核极化（<20%）下，电子极化衰减时间也可以延长100倍，而不会对Overhauser场的涨落产生太大的抑制。我们的研究结果奠定了基础，为未来的研究更复杂的自旋系统，如双量子点和氮空位中心的金刚石中的DNP的效果。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Steady-State Entanglement in the Nuclear Spin Dynamics of a Double Quantum Dot
提出了一种在电定义的双量子点中确定性地产生两核自旋系综之间的稳态纠缠的方案。由于与电子自由度的集体耦合中的量子干涉，核系统被主动驱动到双模压缩类目标态。纠缠的积累是伴随着一个自极化的核自旋向大奥弗豪泽场梯度。此外，电子和核动力学之间的反馈导致多稳定性和临界性的稳态解。
2013-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of nuclear induced spectral diffusion: Spin decoherence of phosphorus donors in Si and GaAs quantum dots
我们提出了一个半导体局域自旋的谱扩散模型，该模型是由晶格核自旋的偶极涨落引起的。每个核自旋触发器被假定为是独立的，该过程的速率由矩量法计算。我们计算的Si：P中施主电子自旋的自旋退相干时间$T_{M}=0.64$ ms是自旋回波衰减测量的两倍。对于$^{31}$ P核自旋，我们表明，频谱扩散是很好的运动窄化制度。GaAs量子点的计算给出了取决于量子点尺寸的$T_{M}=10-50$ $μ$ s。我们的理论表明，核诱导光谱扩散不应该是一个严重的问题，在发展自旋为基础的半导体量子计算机架构。
2003-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Preparation of Non-equilibrium Nuclear Spin States in Double Quantum Dots
从理论上研究了GaAs双电子量子点中晶格核自旋的动态极化。在我们以前的工作[物理。104，226807（2010）]我们确定了长期动力学的三种机制，包括跨点的Overhauser场的大差异的建立、与所谓的“暗态”的形成相关联的核极化过程的饱和以及差异场的消除。特别地，当点是不同大小时，我们发现，在较小的点中，Overhauser场变得更大。在这里，我们提出了一个详细的理论分析这些问题，包括一个模型的极化动力学和一个新的数值方法，有效地模拟半经典中心自旋问题的发展。当考虑核自旋噪声时，结果与我们先前的工作一致，表明大差场和暗态是稳定的组态，而消除差场是不稳定的;然而，在没有噪声的情况下，我们发现所有三个稳态都取决于参数。这些结果与双量子点中的动态核极化实验符合得很好。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Role of Nuclear Quadrupole Coupling on Decoherence and Relaxation of Central Spins in Quantum Dots
半导体量子点中应变诱导的局域电场梯度可以耦合到核自旋的四极矩。我们发展了一个理论，描述了这种四极耦合（QC）的影响，电子和空穴的“中心”自旋定位在这样的点的自旋放大器。我们发现，当QC强度相当于或大于核与中心自旋之间的超精细耦合强度时，中心自旋的弛豫速率强烈增强，并且可以是指数的。我们证明了一个很好的协议与最近的实验自旋弛豫空穴掺杂（In，Ga）As自组装量子点。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective Nuclear Stabilization by Optically Excited Hole in Quantum Dot
我们提出，在量子点的光激发重空穴可以驱动周围的核自旋进入一个静态的集体状态，导致显着延长的相干时间的电子自旋量子比特。这提供了一种通过环境控制来对抗退相干的一般范例，而不涉及量子信息处理中的活性量子比特。它也是最近两个实验[X. Xu等人，Nature 459，1105（2009）和C. Latta等人，5，758（2009）]。
2011-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
A quantum interface between light and nuclear spins in quantum dots
飞行的光子量子比特与静止的基于物质的量子比特的相干耦合是量子通信网络的重要组成部分。我们展示了如何在行波光场和极化核自旋之间实现这样一个量子界面，该界面位于强耦合到高精细光学腔的单电荷量子点中。通过消除电子，实现了直接有效的耦合。根据所施加的激光场，获得能够写入或读出的相互作用。
2010-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pulsed Nuclear Pumping and Spin Diffusion in a Single Charged Quantum Dot
我们观察到在周期性光脉冲驱动下，单个带电量子点的核自旋与其三子跃迁之间的反馈过程。该脉冲序列散布非共振超快脉冲，用于相干电子自旋旋转和共振窄带光泵浦。反馈表现为一个滞后的三角形状图案的自由感应衰减的单自旋。我们提出了一个简单的准解析数值模型来描述这一现象，指出反馈过程是由量子点内部的光学核泵浦和核自旋扩散的抵消效应引起的。这种效应允许将电子拉莫尔频率动态调谐到由脉冲定时确定的值，潜在地允许更复杂的相干控制操作。
2009-12-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dot to disordered wire crossover: A complete solution in all length scales for systems with unitary symmetry
我们给出了描述量子点和具有幺正对称性的无序量子线之间交叉的超对称非线性西格玛模型的精确解。该系统是理想地耦合到两个电子水库通过完美的导电引线维持任意数量的传播通道。我们得到封闭的表达式的前三个时刻的电导，平均散粒噪声功率和传输本征值的平均密度。结果是完整的，在这个意义上，他们是非微扰的，是有效的，在所有制度和长度尺度。我们恢复最近的文献采取特定的限制几个已知的结果。
1999-07-08 cond-mat.mes-hall
Strong Hyperfine-Induced Modulation of an Optically-Driven Hole Spin in an InAs Quantum Dot
与电子相比，InAs量子点中的空穴具有明显较弱的超精细相互作用，这导致较少的核自旋退相。因此，许多最近的研究表明，核自旋是不重要的空穴自旋动力学相比，电场波动。我们表明，空穴超精细相互作用可以通过核反馈效应对空穴自旋相干测量产生强烈的影响。核极化是通过一个独特的过程产生的，该过程依赖于空穴超精细相互作用的各向异性和核自旋的相干旋进，从而在核旋进频率处产生强调制。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent control and suppressed nuclear feedback of a single quantum dot hole qubit
利用量子信息的未来通信和计算技术需要鲁棒且隔离良好的量子比特。III-V族半导体量子点中的电子自旋虽然是有希望的候选者，但它们的动力学受到核自旋浴的不期望的滞后和散肩效应的限制。用空穴取代电子应该会抑制超精细相互作用，从而消除强核效应。使用皮秒光脉冲，我们演示了一个单一的孔量子比特的相干控制，并检查自由感应和自旋回波衰减。在从电子到空穴的移动中，我们观察到显着减少的超精细相互作用，这一点可以通过重新出现无核动力学来证明，同时获得类似的相干时间，受到非核机制的限制。这些结果证明了光控量子点空穴量子比特的潜力。
2011-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-1/2 Kondo effect in an InAs nanowire quantum dot: the Unitary limit, conductance scaling and Zeeman splitting
我们报道了在高质量InAs纳米线中实现的强耦合量子点中自旋1/2近藤效应的全面研究。纳米线量子点与其两个引线相对对称地耦合，因此近藤效应达到了幺正极限。测得的近藤电导证明缩放与温度，塞曼磁场，和平衡偏置。用磁场对近藤电导的抑制比基于从近藤峰的塞曼分裂提取的g因子所预期的强得多。这可能与InAs中强的自旋轨道耦合有关。
2012-01-16 cond-mat.mes-hall
Nuclear spin readout in a cavity-coupled hybrid quantum dot-donor system
核自旋显示出长的相干时间并且与环境良好隔离，这些特性使它们在量子信息应用中具有前景。在这里，我们提出了一种通过探测微波谐振器的透射率来读出核自旋的方法。研究了硅量子点-施主器件中的单电子在均匀磁场和横向磁场梯度作用下与微波谐振腔的电偶极耦合作用。在我们的方案中，电子自旋通过超精细相互作用与$^{31}\mathrm{P}$缺陷核自旋相互作用。我们从理论上研究了P核自旋态对微波在腔中传输的影响，并表明用目前最先进的器件读出核自旋是可行的。此外，我们确定了最佳的读出点与强信号对比度，以促进核自旋读出的实验实施。此外，我们研究了实现核自旋量子比特和腔光子之间的相干激发交换的潜力。
2021-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic limit to electron spin coherence in InGaAs quantum dots featuring strain-induced nuclear dispersion
限制在自组装量子点中的单个电子的塞曼分裂自旋态提供了光学可访问的自旋量子比特。对于III-V族材料，固态主体的核自旋提供了固有的噪声源，导致电子自旋退相时间为几纳秒。虽然在低磁场的电子自旋动力学的综合研究最近已经进行，什么限制在这些系统中的电子相干性仍然不清楚，部分原因是由于测量引起的动态极化的核浴的主导作用。我们发展了一种在不影响核环境的情况下获取量子点自旋态的全光学方法。我们使用这种方法来实现哈恩回波解耦，并达到由非均匀应变场耦合到核浴的四极矩的相干设置的内在限制。这些结果表明，电子自旋相干性的扩展超过这几微秒的限制，有必要减少应变诱导的四极加宽在这些材料。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nuclear Feedback in a Single Electron-Charged Quantum Dot under Pulsed Optical Control
量子点中的电子自旋在相干控制下表现出许多新颖的反馈过程。在这里，我们提出了一个核自旋和一个单电子自旋之间的反馈过程的实验和理论证据在一个单一的充电InAs量子点，控制的相干修改的概率激发trion状态。我们提出了一个数学模型，描述了量子点内部的光学核泵浦和核自旋扩散之间的竞争。该模型正确地预测了在单电子自旋的自由感应衰减中观察到的滞后锯齿图案、通过量子点的光学共振频率扫描窄带激光时的滞后以及自旋回波中的非正弦条纹。相干电子自旋旋转，实现与非共振超快激光脉冲，和共振窄带光泵浦自旋初始化之间的超快脉冲，在观察到的行为中发挥作用。这种效应允许将电子拉莫尔频率动态调谐到由脉冲定时确定的值，潜在地允许更复杂的相干控制操作。
2010-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nuclear spin relaxation probed by a single quantum dot
本文介绍了在高迁移率电子气中用单个量子点探测核自旋弛豫的测量结果。通过量子点的电流导致了从电子自旋系统到核自旋系统的自旋转移。应用电子自旋共振，可以直接调谐转移机制。此外，观察到核自旋弛豫对点栅电压的依赖性。我们发现电子-核弛豫时间大约为10分钟。
2003-08-13 cond-mat.mes-hall
Electron Transport in Double Quantum Dot governed by Nuclear Magnetic Field
本文从理论上研究了受核磁场支配的双点电子转移：这是最近在实验上实现的。我们展示了如何部分补偿核磁场来恢复自旋封锁。
2005-07-28 cond-mat.mes-hall
Influence of the nuclear Zeeman effect on mode locking in pulsed semiconductor quantum dots
半导体量子点中的电子自旋的相干性通过经由核聚焦的锁模而被强烈增强，其中电子自旋与周期性脉冲的同步被缓慢地转移到半导体材料的核自旋，由这些核自旋之间的超精细相互作用介导。驱动电子自旋拉莫尔振荡的外部磁场也使核自旋受到类似塞曼的耦合，尽管这种耦合要弱得多。对于实验中使用的典型磁场，核塞曼效应的能量尺度与超精细相互作用的能量尺度相当，因此它是不可忽略的。本文定量分析了核塞曼效应对锁模的影响。在一个微扰的框架内，我们计算的Overhauser场分布后，一个长时间的脉冲。我们发现，核塞曼效应可以交换共振和非共振频率。我们区分模型与一个单一的类型和多种类型的核。对于后一种情况，共振的位置取决于各个$g$因子，而不是平均值。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theoretical study of nuclear spin polarization and depolarization in self-assembled quantum dots
研究了应变诱导核四极相互作用对自组装量子点中核自旋极化度的影响。计算结果表明，在In_{x} Ga_{1-x} As量子点中可实现的核自旋极化与铟的浓度以及由此产生的量子点中的应变分布有关。核四极相互作用和塞曼分裂之间的相互作用导致有趣的功能，在磁场依赖的核自旋极化。我们的结果是在定性协议与测量核自旋极化的各种实验组。
2010-01-21 cond-mat.mes-hall
Dynamical suppression of fluctuations in an interacting nuclear spin bath of a self-assembled quantum dot using multiple pulse nuclear magnetic resonance
量子点中的电子自旋量子比特相干性最终受到随机核自旋浴涨落的限制。在这里，我们的目标是消除这种随机性，使纺丝浴演变确定性。我们引入自旋浴控制序列，系统地结合哈恩和固体回声，以抑制非均匀加宽和核-核相互作用。对自组装量子点的实验表明，核自旋相干性增加了五倍。数值模拟表明，这些序列可以用来抑制点缺陷和掺杂自旋系统中通过量子位-量子位相互作用引起的退相干。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall
Stabilizing effect of nuclear quadrupole interaction on the polarization of electron-nuclear spin system in a quantum dot
核四极相互作用扩展了超精细相互作用对量子点中电子和原子核自旋相干性的限制。应变诱导核四极相互作用抑制了自组织InP/InGaP量子点中的核自旋翻转，使零场动态核极化成为可能。有效核磁场的方向在空间上是固定的，从而淬灭了量子点中电子自旋的磁去极化。对于非极化核的情况，四极相互作用也抑制了零场电子自旋退相干。这些结果为纳米结构中核四极相互作用的作用提供了新的视角：它延长了电子-核系统的自旋记忆。
2007-06-09 cond-mat.mes-hall
Driven dynamics of a quantum dot electron spin coupled to bath of higher-spin nuclei
本研究突破核自旋1/2近似，提出耦合任意自旋核浴的自组装量子点光驱动电子自旋的理论框架，发现超精细相互作用驱动动态核极化与锁模，四极耦合抵消该效应，为测量量子点四极相互作用提供途径。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamical nuclear spin polarization in a quantum dot with an electron spin driven by electric dipole spin resonance
本文分析了电驱动单电子自旋诱导的量子点核自旋极化机制，推导了极化率并揭示了其共振特性，为在 GaAs 和 Si 量子点中实现大核极化及稳定 Overhauser 场提供了理论与方法基础。
2023-10-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bistability of optically-induced nuclear spin orientation in quantum dots
我们证明了光泵半导体量子点中核自旋极化的双稳性是一个普遍的现象，在很宽的参数范围内。在实验中，这种双稳态通过电子塞曼分裂的滞后行为表现出来，作为泵浦功率或外部磁场的函数。此外，我们的理论预测，核极化可以强烈地影响点中的电荷动力学，导致平均点电荷的双稳态。
2007-05-01 cond-mat.mes-hall
Dynamical nuclear spin polarization and the Zamboni effect in gated double quantum dots
研究了门控双点系统中的动态核极化方案。我们证明，一个小的偏振（$\sim 0.5%$）是足够的，以提高两个数量级的单重态衰减时间。这种增强归因于两个点中的核库之间的平衡过程，伴随着由电子-核自旋超精细相互作用介导的Overhauser场的波动减少。
2007-04-06 cond-mat.mes-hall
Supersymmetry approach to nuclear-spin-polarization-induced quantum dot structure calculations
在核自旋极化诱导量子点中，电子通过局部核自旋极化被限制。由于核自旋扩散和弛豫过程，模型电子约束势随时间变化。它可以很好地近似为高斯曲线，这不是一个精确可解的潜力。我们证明，它也可以近似为零值的角动量和他们的奇异类似物的其他值的动量的多孤子潜力，而不会有任何损失的计算精度。我们得到这些潜在的超对称（或等价达布）变换从零电位。这种势的主要优点是它们是精确可解的。发现核自旋极化诱导的量子点能级随时间变化。
2004-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Effect of nuclear spins on the electron spin dynamics in negatively charged InP quantum dots
实验研究了弱磁场中带负电荷的InP量子点的偏振光致发光动力学。观察到核自旋涨落和核动力学极化对电子自旋取向的影响。
2005-08-29 cond-mat.mes-hall
Selective Dynamic Nuclear Spin Polarization in Spin-Blocked Double-Dot
研究了自旋阻塞双量子点系统中超精细相互作用引起的动态核自旋极化机制。我们计算了超精细跃迁率，并求解了核自旋的主方程。具体来说，我们将由于掺杂引起的局部晶格畸变和应变的核四极耦合的影响。我们的结果表明，由5%的铟替代诱导的核四极耦合可以用来解释最近的实验观察到的自旋阻塞双点中丢失的砷NMR信号。
2004-04-06 cond-mat.mes-hall
Direct measurement of hyperfine shifts and radiofrequency manipulation of the nuclear spins in individual CdTe/ZnTe quantum dots
我们实现了对单个CdTe/ZnTe量子点电子超精细位移的直接探测。对于以前无法访问的制度的强磁场$B_z\gtrsim0.1$ T，我们证明了强大的极化的几百个粒子的核自旋浴，光学初始化时间为$\sim$ 1毫秒和极化寿命超过$\sim$ 1秒。单个量子点的核磁共振光谱揭示了强的电子-核相互作用，其特征在于奈特场$|B_e|\gtrsim50$ mT，比III-V族半导体量子点强一个数量级。我们的研究证实，II-VI族半导体量子点作为一个有前途的平台，混合电子-核自旋量子寄存器，结合了优良的光学性能相媲美的III-V点，和稀释的核自旋环境类似的IV族半导体。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Nuclear spin polarization in a single quantum dot pumped by two laser beams
本文从理论上研究了双激光泵浦下自组装量子点中的动态核自旋极化。在假设空穴自旋与核自旋之间存在非共线相互作用导致核自旋极化的情况下，我们发现，弱核自旋极化和强核自旋极化都可能出现，这取决于激光的强度和中心频率。对于弱的核自旋极化，我们用微扰方法证明了核自旋Overhauser场的分布可能变得明显变窄。利用蒙特卡罗模拟对单个量子点进行模拟，发现适当的光泵浦也可以产生强的核自旋极化。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall
Dynamics of Quantum Dot Nuclear Spin Polarization Controlled by a Single Electron
本文对单个半导体量子点中动态核自旋极化的建立和衰减的动力学进行了实验研究。我们的实验表明，原子核可以在几毫秒的时间尺度上极化，而它们的衰变动力学极大地依赖于外部参数。我们表明，一个单一的电子可以非常有效地去极化的核自旋，并讨论了两个过程，可以导致这种去极化。相反，在没有量子点电子的情况下，核自旋极化的寿命在秒的时间尺度上，最有可能受到核偶极-偶极相互作用的非长期项的限制。通过施加超过1 mT的外部磁场，我们可以进一步将这种去极化率抑制1-2个数量级。
2007-04-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nuclear Tuning and Detuning of the Electron Spin Resonance in a Quantum Dot
我们研究了接近电子自旋共振条件下的量子点中的核自旋动力学。我们表明，在小的频率失配的核领域失谐的共振。值得注意的是，在较大的频率失配下，它的效果是相反的：核系统是稳定的，并且在一个稳定状态下，场精确地将电子自旋分裂调谐到共振。在这种状态下，核场涨落被强烈抑制，核自旋弛豫被加速。
2008-01-29 cond-mat.mes-hall
Alignment of nuclear spins in single quantum dots using unpolarized light
我们报道了中性量子点的光抽运导致核自旋取向，其方向对光的偏振和波长不敏感。在单个点的“暗”和“亮”激子的光致发光的测量表明，核自旋泵发生通过这些状态之间的虚拟自旋翻转跃迁伴随着光子发射。核自旋极化的符号由激子能谱中的不对称性决定，而不是由激子自旋极化的符号决定。
2010-08-13 cond-mat.mes-hall
Decoherence of Nuclear Spin Quantum Memory in Quantum Dot
最近，人们提出了一种在量子点中的核自旋系综作为长寿命的量子存储器。量子点中电子自旋的量子态可以通过受控的超精细耦合忠实地转换成核自旋。在这里，我们研究了这种记忆的退相干由于核自旋偶极耦合和非均匀超精细相互作用在{ \it存储}期间。我们计算了写入、存储和读取操作的最大保真度。我们的研究结果表明，核自旋动力学可以严重限制所提出的基于核自旋的量子信息处理和存储设备的性能。
2004-06-21 cond-mat.mes-hall
Electronic structure of nuclear-spin-polarization-induced quantum dots
我们研究了二维电子气中的电子受非均匀核自旋极化约束的系统。该系统由具有非零核自旋的异质结构组成。我们表明，在这个系统中，电子可以被限制在一个点区域通过本地核自旋极化。核自旋极化诱导量子点具有有趣的性质，表明由于核自旋弛豫和扩散过程，电子能级具有时间依赖性。电子限制势是具有弛豫的扩散方程的解。对电子能级随时间变化的实验研究，将有助于获得更多有关固体中核自旋相互作用的信息。
2003-05-01 cond-mat.mes-hall
Nuclear spin induced oscillatory current in spin-blocked quantum dots
研究了GaAs基双量子点中电子自旋与核自旋的超精细耦合，在自旋封锁区，电子的传导主要被泡利效应所阻断，除非双量子点中的电子自旋状态发生改变.流过双点的电流示出了在一定的DC磁场范围内具有长达200秒的周期的时间依赖性振荡。振荡行为显着减少的应用程序的交流磁场的频率可以诱导核磁共振为71 Ga和69 Ga，分别。提出了一种可能的核自旋极化机制，由于超精细触发器散射。
2003-09-02 cond-mat.mes-hall
Nonlinear dynamics of quantum dot nuclear spins
我们报道了量子点核自旋极化对外加磁场的非线性依赖关系。圆偏振辐射的共振吸收和发射泵浦了驻留的量子点电子自旋，这反过来又导致由于超精细相互作用而导致的核自旋极化。我们观察到，由此产生的Overhauser场表现出滞后作为外部磁场的函数。这种滞后是奥弗豪瑟场对核自旋冷却速率反馈的结果。描述耦合的核和电子自旋动力学的半经典模型成功地解释了所观察到的滞后现象，但留下了开放的问题，低场行为的核自旋极化。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Multistability and spin diffusion enhanced lifetimes in dynamic nuclear polarization in a double quantum dot
控制量子点中的核自旋对于探索量子点的多体动力学和开发量子点的量子信息处理前景至关重要。我们提出了一个独特的组合动态核自旋极化和电偶极子诱导自旋共振的静电定义的双量子点（DQD）暴露在两个芯片上的纳米磁体的强烈不均匀的领域。我们的实验提供了对核自旋极化分布的直接和无与伦比的访问，并使我们能够建立和表征多个固定点。此外，我们证明了极化的DQD环境的核自旋扩散显着稳定的DQD内的核自旋。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall
The limiting nuclear polarization in a quantum dot under optical electron-spin orientation and applicability of the box-model of the electron-nuclear dynamics
对于描述量子点电子-核动力学的模型哈密顿量，我们得到了极限核极化随等效核群数变化的精确表达式。结果表明，通过增加基团数目来细化模型哈密顿量，会导致极限核极化的缓慢增长。这使我们能够提出有利于箱模型（所有核都是等效的）的适用性的参数，用于描述在大约数百个光学取向周期的时间间隔内的电子-核自旋动力学。
2008-01-09 cond-mat.mes-hall
Current induced entanglement of nuclear spins in quantum dots
提出了一种电流驱动的量子点中核自旋的纠缠机制。量子点中伴随自旋翻转的电流逐渐增加原子核较大总自旋的分量。这种纠缠态极大地增强了电子的自旋弛豫速率，这可以通过测量自旋阻塞区域中的漏电流来检测。这种机制与研究单激发自旋弛豫的光学实验无关。
2002-10-10 cond-mat.mes-hall
Hyperfine interaction dominated dynamics of nuclear spins in self-assembled quantum dots
我们测量了自组装量子点在5特斯拉的磁场中的核自旋动力学，并确定了两种不同的机制负责的Overhauser场的衰减。我们属性的温度无关的衰变持续约100秒的点内扩散引起的超精细介导的间接核自旋相互作用。此外，我们观察到一个门电压和温度依赖的衰变源于共隧穿介导的核自旋翻转过程。通过调整栅电压和降低电子温度到~200毫开尔文，我们将相应的衰减时间延长到~30小时。我们的测量结果表明，利用单个自组装量子点探索中心自旋模型的量子动力学的可能性。
2011-04-06 cond-mat.mes-hall
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
Observation of Hysteretic Transport Due to Dynamic Nuclear Spin Polarization in a GaAs Lateral Double Quantum Dot
我们报道了GaAs横向双量子点中一种新的输运特性，这种输运特性只在磁场扫描时才出现，并且由于动态核自旋极化（DNP）而显示出磁滞现象。这种DNP信号出现在库仑阻塞制度凭借有限的点间隧道耦合和起源于自旋三重态和单线态的基态之间的交叉广泛用于核自旋操纵脉冲门实验。出乎意料的大信号强度暗示了两个点之间的不平衡DNP，这开辟了通过DC输运控制电子和核自旋状态的可能性。
2012-08-10 cond-mat.mes-hall
Transport-induced suppression of nuclear field fluctuations in multi-quantum-dot systems
核自旋系综随机涨落产生的磁噪声是许多多量子点多电子自旋量子比特退相干的主要来源。在这里，我们详细研究了直流电流对双量子点和三量子点中耦合电子-核自旋动力学的影响。我们认为这两个系统有和没有显着的自旋-轨道耦合，并发现在所有情况下的电子流可以诱导一个过程的动态核自旋极化，有效地抑制了核极化梯度在相邻的点。由于这些梯度正是在量子比特子空间中起有害作用的核场的分量，我们相信这提供了一种直接的方法，可以将多电子自旋量子比特的相干时间延长至少一个数量级。
2020-01-10 cond-mat.mes-hall
Coulomb "blockade" of Nuclear Spin Relaxation in Quantum Dots
研究了量子点中电子与二维气体交换引起的自旋弛豫机制。我们发现，核自旋弛豫速率显着的影响，库仑阻塞，并可以控制的栅极电压。在强自旋-轨道耦合的情况下，弛豫速率在库仑阻塞谷处最大，而在弱自旋-轨道耦合的情况下，核自旋弛豫速率的最大值在库仑阻塞峰附近。
2002-05-24 cond-mat.mes-hall
Resonant Cooling of Nuclear Spins in Quantum Dots
我们建议在双量子点中使用自旋封锁机制来减少核自旋极化波动，类似于光学多普勒冷却。奥佛豪泽位移使电子能级进入和脱离共振，产生反馈来抑制波动。耦合到无序的核自旋背景是在这样的系统中的电子自旋测量中的噪声和失相的主要来源。估计数表明，波动减少10倍以上是可能的。
2007-05-15 cond-mat.mes-hall
Third Stable Branch and Tristability of Nuclear Spin Polarization in Single Quantum Dot System
半导体量子点通过增强的超精细相互作用提供电子和原子核的自旋耦合系统。我们发现在纵向磁场作用下，单量子点中的核自旋极化可以有三个稳定的分支。随着激励条件的变化，这些状态伴随着每个分支边界周围的磁滞回线。为了解释这些发现，我们将核自旋涨落引起的电子自旋弛豫纳入先前研究的动态核自旋极化机制。该模型再现了核自旋极化的新特征以及与之相关的观察到的电子自旋极化的强烈降低，并且可以参考核自旋极化的三稳态。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall
Transmission Phase of a Quantum Dot with Kondo Correlation Near the Unitary Limit
测量了近藤关联量子点在幺正极限附近的复透射振幅，包括振幅和相位。与之前的相位测量相反，其执行远离该极限[Ji等人，Science 290，779（2000）]中，当费米能扫描通过Kondo对--一对自旋简并能级时，观察到透射相在约1.5 π的范围内线性演化。此外，在库仑阻塞（CB）峰的相位，毗邻的Kondo对，保留了Kondo相关的记忆，并没有表现出在CB制度的熟悉的行为。这些结果与理论预测不一致，表明完整的解释可能超出安德森模型的框架。
2001-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
