Coherent control of tunneling in a quantum dot molecule
从理论上证明了利用拉比振荡相干控制非对称双量子点系统(一个量子点分子)中电子隧穿的可能性。通过施加光泵浦脉冲,我们可以激发其中一个点中的电子,该电子可以反过来隧穿到第二个点,这是由外部电压控制的。改变脉冲的强度,可以抑制或增强对于给定水平共振条件的点之间的隧穿。这种方法允许在系统的量子力学状态的控制中具有相当大的灵活性。
2004-03-17 cond-mat.mes-hall
Coherent Transport through a Quantum Dot Embedded in an Aharonov-Bohm Ring
研究了多终端介观Aharonov-Bohm环中的相干输运,利用量子点中有效单粒子能级的Friedel求和规则,解释了实验中观察到的一些反常现象.我们把这些反常现象归因于量子点与附加环的非平凡量子干涉的结果。此外,我们提出了一个新的电导振荡的功能,可以测试我们的模型的有效性。
1998-11-25 cond-mat.mes-hall
Coherently driven non-classical light emission from a quantum dot
窄线宽和通过耦合到微腔而增强的自发发射的可能性使得半导体量子点成为在单光子水平利用相干量子现象的理想选择。然而,到目前为止,所有的方法都依赖于非相干泵浦,这限制了发射的理想特性。相比之下,相干激发被认为是提供改进的光子不可区分性和高效率所必需的,并且提供了基本量子位操纵所需的量子控制能力。在这里,我们实现了,第一次,共振和相干激发的量子点的非经典光子发射的同时收集。二阶相关测量显示了相干驱动的二能级量子发射体的独特特征:光子统计在高驱动场下变得振荡,反映了量子点激子基态的相干演化。
2007-07-25 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
Controlling Coherent Quantum Dot Interactions
利用双量子多维相干光谱测量了孤立量子点态中的多体相互作用。在衍射极限光斑中探测几个态,这是通过一种新的共线方案实现的,在该方案中,辐射四波混频信号被测量为具有相位分辨率。多体相互作用的增强由一个额外的预脉冲调谐到离域准连续态。我们提出这种效应作为控制量子态之间耦合的一种方法。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
Strain induced coherent dynamics of coupled carriers and Mn spins in a quantum dot
本文报道了半导体量子点中单个磁原子与载流子耦合的自旋相干动力学,并利用带正电荷的激子(X+)的共振光致发光研究了这种相干动力学.我们证明,一个带正电荷的CdTe/ZnTe量子点掺杂一个单一的Mn原子形成的光学λ系统,可以独立解决的合奏。我们发现,X+Mn复合物的自旋动力学是由电子Mn交换相互作用和报告的相干动力学的电子Mn自旋系统,直接观察到在时域。清晰地观察到反映电子-Mn自旋态之间布居的相干转移的量子拍频,所述电子-Mn自旋态由量子点平面中的各向异性应变混合。我们最后强调,这种应变诱导的相干耦合是可调的外部磁场。
2015-06-09 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
Counting statistics of coherent population trapping in quantum dots
三个量子点之间的单电子隧穿的相消干涉可以将电子捕获在两个量子点上的电荷的相干叠加中。耦合到外部电荷导致这种叠加的退相干,并且在存在大的偏置电压的情况下,每个退相干事件通过器件传输一定数量的电子。我们计算了转移电荷的计数统计,发现从亚泊松到超泊松统计的交叉,隧道和退相干率的比例增加。
2007-05-25 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of charge qubits in double quantum dots
从理论上研究了双量子点中电子在快速偏压开关作用下的相干时间演化。正如实验所示,这种驱动的双量子点是控制操纵电荷量子比特的潜在设备。通过数值求解量子主方程,我们获得了能量和时间分辨的电子转移通过类似于测量数据的设备。观察到的振荡被发现依赖于水平偏移的两个点在操作过程中,最令人惊讶的是,也在初始化阶段。通过一个解析表达式,从一个大的偏差模型,我们可以理解的显着特点,这些振荡的实验数据和数值结果中看到。这些发现加强了对量子点之间电子相干转移的普遍解释。
2010-12-16 cond-mat.mes-hall
Coherent electrical rotations of valley states in Si quantum dots using the phase of the valley-orbit coupling
栅极电场对硅量子点中谷轨耦合的相位有很小但不可忽略的影响。双量子点中谷本征态之间的有限点间隧穿是通过两个点之间的谷轨道耦合的相位的小差异来实现的,并且它又允许两个点谷本征态在反交叉水平上的可控旋转。我们提出了一个全面的分析讨论这个过程中,与现实的结构估计。
2012-07-31 cond-mat.mes-hall
Steady-State Coherent Transfer by Adiabatic Passage
我们提出了一种基于绝热通道相干转移(CTAP)的稳态电子输运模型,该模型是在一个线性排列的三重量子点中进行的。其主要特征是单电子从第一个点到最后一个点的重复转向,而不占用中间点。与引线的耦合实现了稳态电流,如果CTAP协议正确执行,则其散粒噪声被显著抑制。这代表了空间上分离的点之间的直接转移的指示,因此,可以解决寻找中间点不被占据的实验证据的问题。
2012-07-13 cond-mat.mes-hall
Coherent Transport Through a Quadruple Point in a Few Electron Triple Dot
通过施加不同的栅电压组合,可以将少数电子双静电横向量子点转变为少数电子三重量子点。已经实现了所有三个点同时共振的四重点。在稳定性图中的这些特殊点上,可能有四种占据构型.在该器件上进行了电荷检测和输运实验。在这篇简短的论文中,我们提出的数据,并确认运输是相干的,通过观察一个Pi相移的磁导振荡通过四极点。
2006-11-18 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
Coherent electron transport in a Si quantum dot dimer
我们表明,通过弱耦合双点二聚体的电荷转移的相干性可以通过分析电导图案的统计来确定,并且不需要在主体材料中的大的相位相干长度。我们提出了一个小的硅纳米结构,其中包含两个量子点的电荷输运的实验研究。通过二聚体的运输被证明是连贯的。同时,其中一个点与引线强耦合,整体输运由非弹性共隧穿过程主导。
2001-11-15 cond-mat.mes-hall
Finite-frequency current (shot) noise in coherent resonant tunneling through a coupled-quantum-dot interferometer
利用量子速率方程和MacDonald公式研究了串联和并联耦合量子点中相干共振隧穿的散粒噪声谱特性。我们的结果表明,对于具有相对高的点-点跳跃$Ω$的串联CQD,$Ω/Γ\gtrsim 1$($Γ$表示点-引线隧道耦合强度),在非相互作用电子的情况下,噪声谱在Rabi频率$2Ω$处呈现下降,但在强库仑排斥的情况下,下降被峰取代;此外,通过调节封闭磁通量,对于完全对称的平行CQD,它又变成了一个凹陷。
2008-06-11 cond-mat.mes-hall
Mollow "quintuplets" from coherently-excited quantum dots
半导体量子点中的电中性激子由于各向异性的交换分裂而具有较小的有限能量分离。中性激子的相干激发通常将激发两个激子分量,除非激发平行于偶极轴之一。我们提出了一个极化子主方程模型来描述在实际各向异性交换分裂存在下,利用相干连续波泵浦场的双激子泵浦。我们预测一个五峰的非相干光谱,从而概括的莫洛三重态成为莫洛五重态。我们在实验上证实了这种光谱五重态的In(Ga)As量子点,并获得非常好的协议与理论。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall
Hybrid Quantum Dot-2D Electron Gas Devices for Coherent Optoelectronics
我们提出了一个倒置的GaAs二维电子气与自组装InAs量子点在附近,结合量子输运与量子光学实验的目标。我们已经生长和表征了几个晶片-使用运输,AFM和光学-发现窄线宽光学点和高流动性,单一子带二维气体。尽管被埋在表面以下500 nm处,这些点在AFM扫描上清晰可见,允许精确定位,并为将光学点与2D气体中的表面栅极定义的纳米结构集成在一起的混合量子系统铺平了道路。
2014-04-02 cond-mat.mes-hall
Selective coherent destruction of tunneling in a quantum-dot array
量子态的相干操纵是量子计算的主要任务之一。本文证明了在量子点阵列中相干控制粒子的电子位置是可能的。通过调节外部交流电场,我们可以选择性地抑制点之间的隧穿,将粒子捕获在阵列的确定区域中。在有效质量近似和Floquet理论下,用含时哈密顿量非微扰地处理这个问题。我们发现,准能谱表现出在一定的电场强度,导致隧道的选择性抑制交叉。
2004-03-17 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-driven coherent oscillations in a few-electron quantum dot
我们提出了一个实验来观察单个量子点中由自旋轨道相互作用驱动的相干振荡。这是在没有自旋极化引线的情况下实现的,并且依赖于通过施加的栅极脉冲改变自旋轨道耦合的强度。我们推导出一个有效的模型,该模型形式上等价于量子光学的Jaynes-Cummings模型。对于与InGaAs点相关的参数,我们计算出拉比频率为2 GHz。
2005-06-29 cond-mat.mes-hall
Non-coherent transport in serial/parallel quantum dots in self-consistent field regime
在本文中,我们介绍了一个简单的唯象模型之间的传导一对串联或并联量子点。将该模型推广到任意数量的量子点和正方形量子点阵列。考虑到量子点处的净电荷,计算局部电势。在考虑局部电位和局部电流的情况下,给出了总电流和电荷数N的主方程。有趣的结果报告,即负微分电阻的串联量子点以及共振电导。由于电容耦合的存在,并联时会出现反常的非对称电流。
2011-04-13 cond-mat.mes-hall
Distinguishing coherent from incoherent charge transport in linear triple quantum dots
量子输运中的一个基本问题是量子相干性如何影响通过纳米结构的电荷转移。我们通过比较Lindblad密度矩阵描述与Pauli速率方程方法来解决线性三重量子点的这个问题,并分别分析相干和顺序电荷隧穿的相应零频率计数统计。还研究了由于失相引起的密度矩阵的衰减相干性的影响。我们的研究结果表明,散粒噪声和偏度,特别是在大耦合到排水水库的限制,所示的相干性的敏感性,可以用来明确地证明在三重量子点的电荷传输参与的相干过程。我们的分析结果是通过使用特征多项式的方法完全计数统计量。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall
Theory of two-photon processes in quantum dots: coherent evolution and phonon-induced dephasing
本文讨论了量子点的基态与双激子态之间的双光子拉比振荡,以及两个不同圆极化或线极化的单激子态之间的双光子拉比振荡。声子诱导的退相干对这些过程的影响进行了描述,并确定了最佳系统特性和相干控制的光学驱动条件。结果表明,适当的优化允许一个控制的双激子系统通过双光子跃迁具有高保真度。
2009-01-02 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
Molecular spintronics: Coherent spin transfer in coupled quantum dots
时间分辨的法拉第旋转最近证明了电子自旋在由共轭分子耦合的量子点之间的相干转移。利用耦合量子点的传输哈密顿量,我们计算了法拉第旋转信号作为一个函数的探测频率的泵浦探测设置使用中性量子点。此外,我们还研究了耦合量子点中一个自旋极化过剩电子的信号。我们表明,在这两种情况下,法拉第旋转角是由自旋转移概率和海森堡自旋交换能。通过与实验数据的比较,我们发现电子在导带中的转移矩阵元为0.08 eV量级,自旋转移几率为10%量级。
2004-09-10 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent broadening of coherent current peaks in InAs double quantum dots
用于量子计算或量子传感的量子系统如今通常在固态器件中实现,例如复杂的约瑟夫森电路或耦合的量子点系统。凝聚态物质作为一种环境,严重地影响了这类系统的量子相干性。在这里,我们调查电子输运通过非对称耦合的InAs双量子点,并观察到一个非常强的温度依赖性的相干电流峰的单电子隧穿。我们从实验和理论上分析了这种相干电流峰的展宽到20 K的温度,我们能够模拟它与量子耗散是由于两个不同的玻色子浴。这些玻色子浴主要来源于基底声子。磁场的应用帮助我们通过它们的温度依赖性来识别不同的量子点状态。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall
Coherent spin rotations in open driven double quantum dots
我们分析了在直流和交流磁场交叉作用下,直流偏置双量子点中的电荷和自旋动力学。在这种配置中,由于点间隧道引起的空间离域与由时间相关的磁场引起的点内自旋旋转竞争,导致隧道电流的复杂的时间相关行为。当塞曼分裂在两个点中具有相同的值并且自旋翻转可以忽略时,电子保持在执行相干自旋旋转的三重态子空间(暗子空间)中,并且电流不流动。通过有限自旋弛豫或当塞曼分裂在每个量子点中不同时,这种电子捕获被去除。在第一种情况下,我们的结果表明,测量电流将允许获得自旋弛豫时间的信息。在最后一种情况下,我们将表明,应用共振双色磁场,电子成为捕获在一个相干叠加态和电子输运被阻止。然后,操纵AC磁场,电子被驱动以执行相干自旋旋转,这可以通过直接测量隧穿电流来明确地检测。
2008-04-14 cond-mat.mes-hall
State-conditional coherent charge qubit oscillations in a Si/SiGe quadruple quantum dot
通用量子计算需要高保真度的单量子比特旋转和受控的双量子比特门。随着高保真度单量子位门,已经在电选通量子点系统中开发鲁棒的双量子位逻辑门以实现紧凑且纳米制造兼容的架构方面做出了巨大努力。在这里,我们进行测量的状态条件相干振荡的电荷量子位。使用在Si/SiGe异质结构中形成的四重量子点,我们展示了在未掺杂的Si/SiGe中的双量子点电荷量子比特的相干双轴控制的第一个演示,执行拉莫尔和拉姆齐振荡测量。我们提取的双量子点之间的电容耦合的强度,通过测量的失谐能量偏移($\approx$ 75 $μ$ eV)的一个双点取决于另一个双点的过剩电荷配置。我们进一步证明了强的电容耦合允许快速的条件Landau-Zener-Stuckelberg干涉,条件$π$相位翻转时间约为80 ps,显示了半导体量子点中多量子比特纠缠控制的有希望的途径。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall
Bipolar spin blockade and coherent state superpositions in a triple quantum dot
基于双量子点中相互作用自旋的自旋量子比特已经被成功地证明。量子位状态的读出涉及自旋到电荷信息的转换,这通常是通过利用泡利不相容原理产生的自旋阻塞现象来实现的。双量子点中的典型自旋阻塞输运特征采取整流电流的形式。目前正在开发包括三重量子点在内的更复杂的自旋量子位电路。在这里,我们从实验和理论两方面证明:(a)在线性三重量子点电路中,自旋阻塞变为双极,电流在两个偏置方向上都受到强烈抑制;(b)一种新的量子相干机制变得相关。在这种机制中,电荷通过相干态从线性三点电路的一端非直观地转移到另一端,而不涉及中心位置。我们的研究结果在未来复杂的纳米自旋电子电路的影响。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Spin-dependent coherent transport in a double quantum dot system
我们研究了夹在掺杂量子阱中的两个量子点系统中的自旋分辨共振隧穿。在相干(迪克)制度中,即,当量子点间距小于量子阱中二维电子气中的费米波长时,即使对于量子点的共振能级的非常小的塞曼分裂,面内磁场的施加也导致电导峰线形的明显的自旋分辨结构。在存在电子-气体自旋-轨道耦合的情况下,由于动量空间中的费米表面变形,这种自旋分辨结构被冲洗掉。我们还表明,Aharonov-Bohm通量穿透电子隧穿通路所包围的区域完全破坏电导自旋结构。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall
Quantum dot-cavity strong-coupling regime measured through coherent reflection spectroscopy in a very high-Q micropillar
我们报道了一个高品质因数微柱的相干反射光谱,在强耦合制度与一个单一的InGaAs退火量子点。利用绝对反射率测量方法研究了器件在低激发功率和高激发功率下的特性。在7.3 \mueV直径的微柱中获得了g=16 \mueV耦合强度的强耦合,腔谱宽度kappa=20.5 \mueV(Q=65 000)。对于量子点-微柱系统,强耦合状态的品质因子4g/kappa=3是当前的最新技术水平。
2010-11-04 cond-mat.mes-hall
Few-hole double quantum dot in an undoped GaAs/AlGaAs heterostructure
我们在未掺杂的GaAs/AlGaAs异质结中发现了空穴双量子点。点间耦合可以在很宽的范围内调谐,从形成一个大的单点到两个隔离良好的量子点。使用电荷传感,我们展示了完全清空孔的点和控制在少孔制度中的电荷占据的能力。该装置应允许控制GaAs中的单量子点和双量子点中的单个空穴自旋。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall
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 Radiation by Quantum Dots and Magnetic Nanoclusters
研究了量子点和磁性纳米团簇的组装。结果表明,这样的组件可以产生相干辐射。一种方法是开发用于解决系统的非线性方程组描述的动态,这样的组件。该方法是通用的,适用于不同的物理性质的系统。尽管动力学方程在数学上相似,但量子点和磁性纳米团簇的物理过程却大不相同。在量子点组装中,相干性由于通过公共辐射场的点相互作用的迪克效应而发展。对于磁性团簇系统,由于共振器的反馈作用引起的Purcell效应,自旋运动出现相干性。自组织相干自旋辐射在没有共振器的情况下无法产生。这一主要区别与物体间偶极力的不同物理性质有关。由于光子交换而出现的辐射量子点之间的有效偶极相互作用使点辐射集体化。而偶极自旋相互作用从一开始就存在,但在辐射之前,相反,它们使自旋运动退相,从而破坏运动自旋的相干性。此外,量子点辐射表现出辐射自旋所不存在的湍流光子衍射。
2014-04-07 cond-mat.mes-hall
Coherent optical manipulation of triplet-singlet states in coupled quantum dots
我们发现,在量子点分子的自旋轨道耦合允许相干操纵两个电子自旋态使用拉曼跃迁。由两个交换耦合量子点的单重态和三重态定义的这种双电子自旋态可以具有有利的相干性质。此外,该系统中的四个亚稳态基态中的两个可以用作辅助状态,其可以促进诸如将自旋状态映射到单个传播光子的自旋状态的任务的实现。我们发现,即使是弱的自旋轨道效应-表现为电子和空穴的g因子略有不同-也会允许单重态-三重态的相干拉曼耦合。我们还讨论了实现自旋制备和操纵量子光学技术的可能性。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall
Tracking electron pathways with magnetic field: Aperiodic Aharonov-Bohm oscillations in coherent transport through a periodic array of quantum dots
我们研究了通过一个周期性的正方形量子点阵列夹在调制掺杂量子阱的共振隧穿。当磁场与量子点平面平行时,由于隧穿电子穿过的多条路径的干涉,隧穿电流呈现出高度复杂的Aharonov-Bohm振荡模式,通过以不同的倾斜角度扫描磁场,可以计算出与电导拍频相关的各个路径。值得注意的是,Aharonov-Bohm振荡是非周期性的,除非相对于量子点晶格轴的磁场斜率是有理数。
2015-01-02 cond-mat.mes-hall
Coherent control and decoherence of charge states in quantum dots
本章回顾了半导体量子点中载流子光学控制的最新实验和理论研究成果。讨论了激子和双激子占据拉比振荡的物理机制,以及时域干涉实验。接下来,在半导体结构中的载流子-声子相互作用的影响进行了描述和现代方法的理论描述的载流子-声子动力学和所产生的退相。
2007-06-08 cond-mat.mes-hall
Micro-magnets for coherent control of spin-charge qubit in lateral quantum dots
提出了一种用于二能级自旋电荷系统相干电操纵的横向量子点设计。集成到高频电极的两个微米尺寸的永磁体产生适合于电压控制的单量子位门操作的静态倾斜磁场。在描述二能级系统的哈密顿量中考虑了偏离倾斜形式的杂散场,该系统涉及单电子自旋与量子点轨道的杂化。操作速度和门保真度与器件参数有关。亚100 ns的$π$脉冲宽度可以实现与晶格起伏的相干时间为4 ms的GaAs。
2006-12-13 cond-mat.mes-hall
Coherent probing of excited quantum dot states in an interferometer
本文在两端Aharonov-Bohm干涉仪上测量了弹性和非弹性共隧穿电流,在有限偏压下,在非弹性共隧穿的非线性区域中,即使在磁场中,也发现了相干电流的贡献。电流中Aharonov-Bohm振荡的相位在非弹性过程的起始处表现出$π$的相位跳跃。我们认为,额外的相干弹性过程发生通过激发态。我们的测量技术允许检测这样的过程的背景上的其他非弹性电流的贡献,并包含有关的激发态占据概率和非弹性弛豫率的信息。
2006-10-04 cond-mat.mes-hall
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
Optical control of coherent interactions between quantum dot electron spins
量子点中自旋之间的相干相互作用是量子门的关键要求。我们进行了泵浦-探测实验,在该实验中,以不同光子能量发射的脉冲激光操纵非均匀InGaAs量子点系综内的两个不同的电子自旋子集。自旋动力学通过它们在外部磁场周围的进动来监测。这些测量表明自旋进动相移和调制的幅度的一个子集的取向后,第二子集的光学取向的自旋。的意见是一致的结果,从一个模型使用海森堡的相互作用与microeV强度。
2011-09-30 cond-mat.mes-hall
Long-range coherent coupling in a quantum dot array
控制长程量子关联是量子计算和模拟的核心。在量子点阵列中,迄今为止的实验仅依赖于最近邻耦合,而诱导长程相关需要连续的局部操作。在这里,我们表明,两个遥远的网站可以直接隧道耦合。耦合是通过中间位点的虚拟占据来介导的,其强度通过该位点的能量失调来控制。它允许单个电荷在三点阵列的外部位置之间相干振荡,而不通过中间,正如通过朗道-齐纳-施蒂克尔伯格干涉的观察所证明的那样。这种长程耦合极大地改善了利用量子点阵列进行容错量子计算的前景,并为在纳米器件中进行量子模拟开辟了新的途径。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall
Transport Spectroscopy of a Spin-Coherent Dot-Cavity System
量子工程需要可控的人工系统,其量子相干性超过器件尺寸和操作时间。这可以通过嵌入超净材料中的几何限制的低维电子结构来实现,突出的例子是人造原子(量子点)和量子共振(电子腔)。结合这两种结构,我们在高迁移率二维电子气中实现了介观耦合点腔系统,并在强点腔耦合区获得了扩展的自旋单重态.工程这样的扩展量子态提出了一个可行的路线,适用于量子信息处理的非局域自旋耦合。
2015-09-01 cond-mat.mes-hall
Driven coherent oscillations of a single electron spin in a quantum dot
控制量子点中单个电子自旋的量子态的能力是最近发展可扩展的基于自旋的量子计算机的核心。结合最近证明的两个相邻自旋之间的交换门,驱动相干单自旋旋转将允许通用量子操作。本文报道了双量子点中单电子自旋转动的实验实现。首先,我们施加一个连续波振荡磁场,芯片上产生的,并观察电子自旋共振自旋相关的运输测量通过两个点。接下来,我们通过施加振荡磁场的短脉冲串来相干地控制电子自旋的量子态,并在微秒脉冲串期间观察到自旋态的大约八次振荡(所谓的拉比振荡)。这些结果证明了在量子点中操作单电子自旋作为量子比特的可行性。
2006-08-21 cond-mat.mes-hall
All-electronic coherent population trapping in quantum dots
基于三个量子点之间单电子隧穿的相消干涉,提出了量子光学中相干布居俘获的全电子模拟。大的偏置电压起着激光照明的作用。陷阱态是其中两个量子点中的电子电荷的相干叠加,因此它由于与外部电荷耦合而引起的退相干而不稳定。通过器件的所得电流I取决于退相干速率Gamma_phi和隧穿速率的比率。对于Gamma_phi --> 0,简单地有I=e Gamma_phi。随着Gamma_phi的增加,电流在反捕获时间处达到峰值。I和Gamma_phi之间的直接关系可以作为在输运实验中测量电荷量子比特的相干时间的手段。
2006-01-10 cond-mat.mes-hall
Strong Electron-Hole Exchange in Coherently Coupled Quantum Dots
我们研究了垂直堆叠量子点中的少体态。由于小的点间隧穿速率,在我们的系统中的耦合是在一个以前未探索的制度,其中电子空穴交换是占主导地位的自旋相互作用。通过调整栅极偏置,我们能够关闭这种耦合,并研究一个互补的制度,总电子自旋是一个很好的量子数。差分传输的使用使我们能够获得明确的签名之间的相互作用的电子和空穴的自旋相互作用。小的隧道耦合也使我们能够展示全光电荷传感,其中一个点中的条件激子能量偏移识别耦合伙伴的充电状态。
2007-07-16 cond-mat.mes-hall
Phonon-assisted relaxation between hole states in quantum dot molecules
我们从理论上研究了双量子点中空穴的声子弛豫和非弹性隧穿。我们推导出空穴态和弛豫率从kp哈密顿量,并表明,有一个有限的点之间的距离,空穴态的寿命很长,这是有关消失隧道耦合。我们还表明,轻空穴混合空穴状态可以显着影响空穴弛豫速率,即使它的幅度很小。
2012-02-06 cond-mat.mes-hall
Voltage-Selective Bi-directional Polarization and Coherent Rotation of Nuclear Spins in Quantum Dots
我们提出并证明了GaAs双量子点中主晶格的核自旋可以在两个相反方向中的任何一个方向上被强极化,即平行于或反平行于外磁场。通过调整器件的直流源极-漏极电压,可以简单地选择方向。这种核极化通过在泡利自旋封锁状态下重复控制的电子-核自旋散射来表现。极化核也可通过核磁共振(NMR)进行相干控制。这项工作证实了量子点中的核自旋确实是长寿命的量子态,其相干时间高达1 ms,并且可能是用于量子信息处理的有前途的资源,例如用于电子自旋量子比特的量子存储器。
2011-04-19 cond-mat.mes-hall
Dephasing of InAs quantum dot p-shell excitons using two-dimensional coherent spectroscopy
利用二维相干光谱(2DCS)研究了InAs自组装量子点系综中p壳层和s壳层激子的退相机制. 2DCS提供了一个全面的图片的能级结构的点如何影响激子退相速率和复合寿命。我们发现,在低温下,退相的s-壳层激子的寿命有限,而p-壳层激子表现出显着的纯退相由于简并自旋态之间的散射。在高温下,二次激子-声子耦合在s-壳层和p-壳层激子退相中起着重要作用。我们发现多个p壳层态也是导致这些跃迁更强声子退相的原因
2018-08-22 cond-mat.mes-hall
Long distance coherent tunneling effect on the charge and heat currents in serially coupled triple quantum dots
结合推广的Hurbbard模型和Anderson模型,研究了长距离相干隧穿效应对串联三重量子点中电荷流和热流的影响.电荷流和热流的计算与适合于库仑阻塞制度的传输系数的封闭形式的Landauer表达式。在半导体TQD的有效质量理论框架下计算了偏压依赖的量子点能级、电子库仑相互作用和电子跳跃强度等物理参数。我们证明了LDCT对电荷和热电流的影响是鲁棒的。此外,研究还表明,在具有非对称能级的TQD体系中,可以存在显著的热整流行为。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall
Phonon impact on the coherent control of quantum states in semiconductor quantum dots
本章介绍了声子作用下量子点中电荷的光量子控制的最新理论结果。我们表明,晶格弛豫过程导致的约束载流子态的退相干。的理论方法导致一个统一的,紧凑的描述声子对载流子动力学的影响,微扰的声子耦合,但适用于任意的无扰演化,详细描述。接下来,一些应用:声子阻尼的拉比振荡的量子点和声子引起的错误的单量子比特门的激子量子点量子比特以及半导体量子点自旋量子比特通过STIRAP转移操作。
2004-04-15 cond-mat.mes-hall
Valley Phase and Voltage Control of Coherent Manipulation in Si Quantum Dots
在间接带隙半导体点的界面处的任何粗糙度下,谷轨道耦合的相位可以呈现随机值。在双量子点中,这个随机值导致交换分裂的大变化。我们展示了一个简单的分析方法来计算相位,从而交换分裂和单三重态量子比特频率,为任意接口。然后,我们表明,横向控制的量子点的位置,使用栅极电压,谷轨道相位可以控制在很宽的范围内,使交换分裂的变化可以控制为个别设备。最后,我们建议实验来测量谷相位和伴随的栅极电压控制。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall
High fidelity optical preparation and coherent Larmor precession of a single hole in an InGaAs quantum dot molecule
我们采用超快泵浦-探测光谱与光电流读出直接探测一个单一的,电可调的自组装量子点分子形成的垂直堆叠InGaAs量子点中的一个空穴自旋的动态。使用圆偏振皮秒脉冲在两个点中的一个中初始化具有定义的自旋配置的激子。时间依赖的自旋配置探测所产生的几个费米子复合物的自旋选择性光吸收。利用亚5 ps电子隧穿到另一个点的轨道激发态的优势,我们初始化纯度> 96%的单空穴自旋,即,远高于先前单点实验中所展示的。在横向磁场的测量监测的相干拉莫尔旋进的单孔自旋没有明显的损失自旋相干内的~300 ps的空穴寿命。因此,对于所有研究的磁场,空穴自旋初始化的纯度保持不变。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Impact of heavy hole-light hole coupling on optical selection rules in GaAs quantum dots
我们报道了液滴外延生长的GaAs量子点中强的重空穴-光混合。利用中性和带电激子发射作为监测,我们观察到在这种无应变系统中量子点对称性降低的直接后果。通过拟合的极性图的发射与简单的解析表达式从k $\cdot$ p理论,我们能够提取的混合所产生的重轻空穴耦合由于几何不对称的量子点。
2010-06-02 cond-mat.mes-hall
Coherent long-range transfer of two-electron states in ac-driven triple quantum dots
量子态的制备和转移是量子信息中的一项基本任务。我们提出了一个协议,准备一个状态在左和中心的三点阵列的量子点,并将其直接转移到中心和右的点。最初,结合交换相互作用和磁场梯度准备左侧和中心点中的状态。一旦处于所需状态,外部点中的交流栅极电压被接通,允许选择给定的光辅助长距离路径,并以高保真度将准备好的状态直接从一个边缘转移到另一个边缘。我们调查的协议上的电荷噪声的影响,并提出了一种配置,在该配置中,可以进行高保真度的传输。我们的方案可以在实验上实现,并且是在两个空间分离的二能级系统之间转移量子态的一个有希望的途径。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall