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
Electrical control of valley-Zeeman spin-orbit coupling-induced spin precession at room temperature
本研究利用WSe₂邻近效应调控双层石墨烯的各向异性自旋轨道耦合，在室温扩散区无外场下实现相干自旋进动，且其极化符号可电调控，为室温低能耗自旋基逻辑器件奠定基础。
2021-06-27 cond-mat.mes-hall
Coherent Spin Precession and Lifetime-Limited Spin Dephasing in CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals
半导体纳米晶体中的载流子自旋是量子信息处理的有希望的候选者。使用时间分辨法拉第旋转和光致发光光谱的组合，我们证明了光学自旋极化和相干自旋旋进胶体CsPbBr 3纳米晶体，持续到室温。通过抑制与一个小的外加磁场的非均匀超精细场的影响，我们证明了非均匀的孔横向自旋退相时间（T2*）的方法的光致发光寿命，使得几乎所有的发射光子来自相干孔自旋。热激活LO声子驱动额外的自旋退相在升高的温度下，但相干自旋旋进仍然观察到在室温下。这些数据揭示了纳米晶和块状CsPbBr 3中自旋之间的几个主要区别，并为在基于自旋的量子技术中使用金属卤化物钙钛矿纳米晶体打开了大门。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards coherent spin precession in pure-spin current
横向自旋阀中的非局域自旋注入产生纯自旋电流，其是没有净电荷流的自旋（即自旋角动量）的扩散流。扩散自旋在进动中失去相位相干性，同时经历频繁的碰撞，并且这些事件导致注入器和检测器之间的传输通道中的停留时间的宽分布。在这里，我们展示了具有双注入器的横向自旋阀，使我们能够从Hanle效应中检测到真正的面内进动信号，表明随着通道长度的增加，面内进动中的相位相干性得到改善。自旋旋进中的相干性示出了作为注入器和检测器之间的归一化间隔的函数的通用行为，其以与材料无关的方式用于金属和包括石墨烯的半导体。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin precession in spin-orbit coupled weak links: Coulomb repulsion and Pauli quenching
提出了一个简单的电子对通过由具有强电子自旋-轨道相互作用（SOI）材料制成的纳米线形式的弱电连接传输的模型，重点讨论了库仑相互作用和泡利不相容原理的影响.当两个电子的空间波包明显重叠时，由于泡利原理的约束被示出为“淬灭”相干SOI诱导的自旋进动。猝灭是由对的自旋状态投射到链路上的自旋向上和自旋向下状态上而产生的，它将链路中的相干传播分解成一系列相干跳，这些跳是不相干地相加的。将该模型应用于两个超导体之间的库珀对的传输，我们发现，尽管泡利淬火，约瑟夫森电流振荡的SOI的强度，甚至可能改变其符号。这些功能的实验检测的条件进行了讨论。
2017-12-29 cond-mat.mes-hall
Stray-field-induced modification of coherent spin dynamics
InGaAs半导体量子阱中的电子自旋被用作图案化Fe条的磁杂散场的磁强计。利用时间分辨的法拉第旋转，测量了在不同磁场下，铁条下方非均匀场中量子阱自旋的相干旋进。与Au制成的参考条带相比，我们发现自旋进动频率的增强与Fe的磁化强度成正比，与自旋衰减时间的减少一致，这归因于量子阱层中的非均匀磁杂散场。
2006-03-10 cond-mat.mes-hall
Gate tunability of stray-field-induced electron spin precession in a GaAs/InGaAs quantum well below an interdigitated magnetized Fe grating
利用时间分辨法拉第旋转测量了GaAs/InGaAs量子阱中磁化铁栅下的相干电子自旋进动。我们表明，电子自旋进动频率可以通过施加相反极性的栅极电压相邻的酒吧修改。已观察到0.5 GHz/V的进动频率的可调谐性。用千兆赫频率调制栅极电位可以在纳秒时间尺度上控制电子自旋进动。
2006-12-21 cond-mat.mes-hall
Coherent Propagation of Spin Helices in a Quantum-Well Confined Electron Gas
我们利用相位分辨瞬态光栅光谱测量了高迁移率$n$ -GaAs/AlGaAs量子阱中自旋螺旋线在外加面内电场下的传播。在相对较低的领域，螺旋模式交叉从过阻尼激发的自旋进动周期超过自旋寿命，相干传播的制度，可以观察到几个自旋进动周期。我们证明，在70 V cm $^{-1}$的外加电场中，自旋极化包的包络达到10 $^7$ cm s $^{-1}$的电流驱动速度。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall
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
Dephasing in Rashba spin precession along mutlichannel quantum wires and nanotubes
研究了多模量子信道中的相干Rashba自旋旋进，重新回顾了Tomonaga-Luttinger耦合液体的理论。我们确定的关键参数，以统治指数和Rashba进动长度的可伸缩性。在半导体量子线中，由于相互作用，发现不同输运通道的自旋在它们各自的旋进角中相对于彼此{ \em退相}。这可以解释实现Datta Das晶体管的实验困难。另一方面，在单壁碳纳米管中，预测相互作用在小掺杂下抑制两种风味模式之间的失相。
2004-09-29 cond-mat.mes-hall
Inducing electron spin coherence in GaAs quantum well waveguides: Spin coherence without spin precession
在没有外加或外加直流磁场的量子阱波导中，通过光-空穴跃迁诱导电子自旋相干。在没有自旋旋进的情况下，通过光谱域相干非线性光学响应中的量子干涉效应来检测诱导的自旋相干性。我们用一个简单的少能级模型定性地解释了实验结果，该模型仅以光学跃迁选择定则为基本成分。
2004-10-08 cond-mat.mes-hall
Electronic spin precession and interferometry from spin-orbital entanglement in a double quantum dot
平行插入两个金属引线之间的双量子点允许使电子自旋与轨道（点指数）自由度纠缠。阿哈罗诺夫-玻姆轨道相位可以被转移到旋量波函数，提供围绕固定磁场的自旋进动的几何控制。在混合轨道/自旋近藤制度中获得完全相干的行为。自旋进动的证据可以通过使用自旋极化的金属引线或将双点放置在金属环的一个分支中来获得。
2006-12-18 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
Laser-induced magnetization precession in individual magnetoelastic domains of a multiferroic CoFeB/BaTiO$_3$ composite
使用磁光泵浦探测技术与微米的空间分辨率，我们表明，磁化进动可以推出在单个磁畴中的Co $_{40}$ Fe $_{40}$ B $_{20}$（CoFeB）层通过弹性耦合到BaTiO $_{3}$衬底中的铁电畴。旋进参数与外磁场强度和取向的关系表明，通过激光诱导超快部分淬灭CoFeB的磁弹性耦合参数，$\approx$的27%和10%的超快退磁共同触发磁化旋进。激光诱导的磁弹性耦合的减少和退磁之间的关系是近似的$n(n+1)/2$ -法律与n $\approx$ 2。这种对应关系证实了激光诱导的各向异性变化的热起源。基于对激发的旋进的分析和建模，我们发现了激光诱导旋进开关的特征，当沿硬磁化轴施加磁场时，其值接近于有效磁弹性各向异性场。在一个单独的磁弹性域的进动激发过程被发现是不受相邻的域。这使得激光诱导的磁弹性各向异性的变化驱动磁化动力学和空间选择性的复合多铁性开关的一个很有前途的工具。
2020-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cyclotron effect on coherent spin precession of two-dimensional electrons
利用时间分辨法拉第旋转方法研究了GaAs/AlGaAs量子阱中沿$[001]$和$[110]$方向生长的高迁移率二维电子的自旋动力学.在没有外加磁场的情况下，对$(001)$生长结构的测量中，我们观察到了电子自旋极化关于有效自旋轨道场的相干振荡。在垂直于样品平面施加的非量子化磁场中，电子的回旋运动使有效自旋轨道场旋转。在我们的实验中，这种旋转导致自旋极化在非零值附近的快速振荡和自旋退相时间的强烈增加。这两种效应在$(110)$生长的结构中是不存在的，这是由于其有效自旋轨道场的不同对称性。测量结果与我们的理论模型非常吻合。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent and incoherent magnons induced by strong ultrafast demagnetization in thin permalloy films
本研究利用TR-MOKE研究Ni80Fe20薄膜激光激发后的相干自旋动力学，发现相干进动寿命随外磁场增加，需由非线性磁振子相互作用及非相干磁振子比例变化解释。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall
Coherent Backaction of Quantum Dot Detectors: Qubit Isospin Precession
用于读出量子位的状态的灵敏技术是基于通过邻近传感器量子点（SQD）测量电导。在这里，我们从理论上研究了耦合SQD-电荷-量子比特系统上的这种测量的相干反作用。我们推导出马尔可夫动力学方程的整体平均状态的SQD量子位系统，表示在耦合动力学的两个电荷状态的职业的SQD和两个量子位的同位旋矢量，一个为每个SQD电荷状态。我们发现，除了引入耗散，检测也重整化的SQD量子比特系统的相干演化。基本上，如果探测器上的电子有时间探测量子比特，那么它也有时间波动，从而重新归一化系统参数。特别是，这会在量子比特的等自旋上产生力矩，类似于非共线自旋阀结构中自旋电子交换场产生的自旋力矩。其次，我们表明，对于一个一致的描述的检测，还必须包括重整化效应的下一个领先的顺序中的电子隧穿率，特别是在点的最大灵敏度的检测器。虽然我们专注于电荷量子位模型，我们的研究结果是通用的量子位读出方案，是基于自旋到电荷转换使用量子点探测器。此外，我们对通过SQD的稳定电流的研究，验证量子位耦合到检测器电流的测试测量，已经揭示了量子位上的同位旋力矩的各种显著影响。我们的动力学方程为进一步研究基于电荷的量子比特读出的时间演化提供了一个起点。最后，我们提供了一个严格的求和规则，约束这样的近似描述的量子比特的同位旋动力学，并表明它是服从我们的动力学方程。
2016-04-15 cond-mat.mes-hall
Theory of magnetization precession induced by a picosecond strain pulse in ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As
建立了（Ga，Mn）As铁磁半导体层中皮秒声脉冲激发的磁化强度相干旋进的理论模型。注入到铁磁层中的短应变脉冲修改磁晶各向异性，导致磁化的平衡取向的倾斜和随后的磁化进动。我们推导出一个定量的模型，这种效果使用的Landau-Lifshitz方程的磁化，是在随时间变化的有效磁场进动。在发展的一般形式主义，然后，我们提供了一个数值分析的某一结构和两个典型的实验几何形状，其中外部磁场施加沿硬或易磁化轴。因此，我们确定了三个主要因素，这决定了进动幅度：铁磁层的磁晶各向异性，其厚度，和应变脉冲参数。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional hole precession in an all-semiconductor spin field effect transistor
我们提出了一个自旋场效应晶体管实现在量子阱中形成的p-掺杂铁磁半导体-非磁性半导体-铁磁半导体混合结构的理论研究。基于在晶体管的各个区域中的空穴带的一个双函数的方法，我们推导出完整的理论，通过设备的相干传输，其中包括重和轻空穴子带，适当的建模界面处的模式匹配，集成注入角，Rashba自旋进动，由于多次反射的干扰效应，和栅极电压的依赖性。器件电流作为外部可调参数的函数的数值结果与近似解析公式非常吻合。
2004-01-26 cond-mat.mes-hall
Coherence Revivals of a Spinor Polariton Condensate from Self-induced Larmor Precession
一阶相干测量的极化激元凝聚体，揭示了一个制度，凝聚体的伪自旋进动持续内的驱动光脉冲。在单个20 $μ$ s光脉冲内，凝聚体赝自旋以惊人的频率稳定性在$10^5$进动上进行。凝聚体即使在自旋矢量完全进动之后也保持其相位相干性，使得通过定义观察到的状态成为自旋相干态。旋进的出现可以追溯到极化激元相互作用，极化激元相互作用产生自感平面外磁场，进而驱动自旋动力学。我们发现，拉莫尔振荡频率与凝聚密度的比例，使外部调谐这种效果的光学手段。该系统的稳定性允许使用具有增强的激子$g$因子的材料来实现集成光学磁力测量设备，并且可以促进极化激元凝聚物中的布洛赫球上的自旋压缩效应和主动相干控制。
2020-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Coherent transport and manipulation of spins in indirect exciton nanostructures
我们报道了GaAs双量子阱（DQW）纳米结构中间接激子（IX）自旋的相干控制和输运。通过使用聚焦的圆偏振光斑点光学产生自旋，并通过使用空间和偏振分辨光致发光光谱探测它们的空间分布，研究自旋动力学。光学注入的激子自旋旋进，同时从激发点扩散超过20 μm的距离，其空间旋进频率取决于自旋输运方向以及施加在整个DQW结构上的偏压。这种行为归因于自旋轨道相互作用在有效磁场中引起的自旋旋进。从自旋动力学对输运方向、偏置和外磁场的依赖性出发，我们直接确定了该结构的Dresselhaus和Rashba自旋分裂系数。的进动动力学是基本上独立的IX密度，从而表明长自旋寿命与IX集体效应无关。后者与空穴对自旋动力学的贡献可以忽略不计一起，而是归因于电场使电子和空穴波函数空间分离，这降低了电子-空穴交换相互作用。长距离传输的相干自旋进动以及利用电场和磁场对自旋矢量的控制为IX自旋在量子信息处理中的应用开辟了道路。
2014-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin noise signatures of the self-induced Larmor precession
激子-极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚体以其迷人的相干和极化特性而闻名。凝聚体的自旋状态反映在激子-极化激元发射的偏振中，该偏振的时间波动通常能够反映凝聚体中极化激元的量子统计。为了研究光阱极化激元凝聚体的偏振特性，我们利用自旋噪声谱技术。发现凝结辐射的椭圆率噪声与其偏振面旋转噪声之间的比值以非平凡的方式依赖于CW非共振激光泵浦的强度。我们发现，椭圆率和旋转噪声之间的相互作用可以解释的凝聚体赝自旋的自诱导拉莫尔进动和静态极化各向异性的微腔之间的竞争。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall
Qubit quantum-dot sensors: noise cancellation by coherent backaction, initial slips, and elliptical precession
从理论上研究了具有强库仑排斥的传感器量子点对被电容探测的量子比特瞬态动力学的反作用。我们表明，测量反作用引起的噪声的电子cotunneling通过传感器是令人惊讶的减轻最近确定的相干反作用[PRB 89，195405]所产生的量子涨落。这种重正化效应在半经典随机涨落模型中是缺失的，通常在玻恩-马尔可夫方法中也是缺失的，玻恩-马尔可夫方法试图避免计算量子比特加传感器的非平稳、非平衡状态。从技术上讲，我们整合了载流电极，以获得联合的非平衡探测器量子比特动力学的动力学方程。我们发现，传感器电流响应，水平重整化，cotunneling，和领先的非马尔可夫校正总是一起出现，不能单独关闭在实验中或理论上忽略。我们分析了减少量子比特状态的反作用-捕获传感器量子点对量子比特施加的全部非马尔可夫效应-通过将Liouville空间分解为准稳态和快速衰减模式。重要的是，即使在最简单的高温、弱测量极限下，传感器也不能完全消除：量子位状态经历了一个初始滑移，该滑移持续了许多量子位周期，并取决于量子位加传感器量子点的初始制备。因此，量子点传感器不能被建模为“黑匣子”，而不考虑其动态变量。我们还发现，布洛赫矢量松弛（T1）沿着一个轴，这是不正交的平面中的布洛赫矢量退相（T2），模糊的概念T1和T2时间。最后，布洛赫矢量的进动运动在倾斜的退相平面内被扭曲成椭圆。
2016-05-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin precession in inversion-asymmetric two-dimensional systems
本文提出了一种理论方法来计算反转非对称二维（2D）系统中任意自旋极化电子态的自旋期望值，该自旋极化电子态是通过理想点接触注入的.二维系统被限制在[001]生长的量子阱中，其中Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合都被考虑在内。所得到的分析结果允许更具体的描述的空间行为的自旋进动所造成的单独的Rashba和Dresselhaus条款。应用计算的Datta-Das自旋FET，其原始设计只考虑沟道内的Rashba效应，我们调查可能的影响，由于Dresselhaus自旋轨道耦合。结论是选择+-[1+-10]，特别是[110]作为通道方向。
2006-04-18 cond-mat.mes-hall
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
Precession of entangled spin and pseudospin in double quantum dots
量子点自旋阀的特征在于交换场，其诱导自旋进动并且即使在没有自旋分裂的情况下也产生电流自旋共振。在双量子点中已经研究了类似的效应，其中轨道自由度，赝自旋，取代了阀配置中的自旋。现在，我们推广这种设置，允许任意自旋和轨道极化的铅，从而获得更丰富的各种电流共振，源于纠缠自旋和赝自旋的进动动力学。我们观察到这两个矢量的退相干，泵和进动，这只能通过也考虑自旋赝自旋的动力学理解的微妙的相互作用。数值结果得到的框架内的广义主方程的cotunneling近似，并补充了一个连贯的顺序隧道模型的分析。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent optical control of the spin of a single hole in a quantum dot
我们演示了相干光控制的单个空穴自旋限制在一个InAs/GaAs量子点。通过自旋极化的电子-空穴对的快速（10-100 ps）解离产生空穴自旋态的叠加。通过结合围绕两个轴的相干旋转来实现对空穴自旋的完全控制：围绕外部Voigt几何磁场的空穴自旋的Larmor进动，以及由于与空穴-trion跃迁共振的皮秒激光脉冲引起的几何相移而围绕光轴的旋转。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall
Theory of spin-coherent transport through a defect spin state in a metal/ferromagnet tunnel junction during ferromagnetic resonance
我们描述了在偏置下，当铁磁接触的磁化在铁磁共振过程中进动时，在铁磁体和非磁性材料的界面处的缺陷自旋之间的相干相互作用。磁体通过优先允许平行自旋来过滤载流子，这导致缺陷上的动态自旋累积。作用在缺陷自旋位置上的局部有效场修改缺陷自旋的进动，这也修改通过缺陷的电荷电流。这种新形式的电流检测自旋共振揭示了缺陷的局部环境，从而可以产生缺陷的身份。
2018-01-04 cond-mat.mes-hall
Simultaneous Optical and Electrical Spin-Torque Magnetometry with Stroboscopic Detection of Spin-Precession Phase
基于自旋的相干信息处理和编码利用磁性材料中自旋的旋进相位。然而，自旋进动阶段的检测和操纵仍然是先进的自旋电子功能的主要挑战。通过使用同时的电气和光学检测，我们演示了直接测量的进动相位的坡莫合金铁磁共振驱动的自旋轨道扭矩从相邻的重金属。重金属的自旋霍尔角可以独立地从并发的电信号和光信号确定。频闪光学检测还允许在空间上测量局部自旋扭矩参数和具有全面振幅和相位信息的诱导铁磁共振。我们的研究提供了一条通往未来先进的表征自旋扭矩振荡器，磁振子电路和隧道结的路线，其中需要测量单个纳米磁体的电流诱导自旋动力学。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Characterization of spin-orbit fields in InGaAs quantum wells
利用时间分辨克尔旋转方法研究了10 nm宽InGaAs/InAlAs量子阱中从10 K到室温的相干电子自旋动力学。自旋寿命在10 K时超过1 ns，并随温度的升高而降低。通过改变泵浦脉冲和探测脉冲之间的空间重叠，扩散速度被印在所测量的电子自旋上，并且测量自旋轨道场中的自旋进动。确定SOI的Rashba对称性。通过比较空间进动频率梯度与自旋衰减率，估计Rashba系数$α$的上限为2 $\times$ 10 $^{-12}$ eVm。
2016-09-19 cond-mat.mes-hall
Spin transfer and coherence in coupled quantum wells
利用时间分辨法拉第旋转实验研究了非对称耦合量子阱中光激发电子的自旋动力学。阱间耦合取决于外加电场和势垒厚度。我们观察到三个耦合制度：独立的自旋进动在孤立的量子阱，单阱态之间的非相干自旋转移，和相干自旋转移在一个高度耦合的系统。阱间隧穿时间、电子自旋寿命和拉莫尔旋进周期的相对值似乎决定了这种行为。
2004-06-27 cond-mat.mes-hall
Hole spin precession and dephasing induced by nuclear hyperfine fields in CsPbBr$_3$ and CsPb(Cl,Br)$_3$ nanocrystals in a glass matrix
本文利用时间分辨法拉第旋转/椭圆率技术研究了玻璃基质中CsPbBr$_3$和CsPb(Cl,Br)$_3$纳米晶的空穴自旋动力学，揭示了核超精细场对空穴自旋进动和退相干的关键影响，并估算出超精细相互作用能量为2-5 μeV。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall
Coherent spin dynamics of electrons and holes in semiconductor quantum wells and quantum dots under periodical optical excitation: resonant spin amplification versus spin mode-locking
利用短脉冲激光周期性激发和外加磁场研究了半导体量子结构中电子和空穴的相干自旋动力学。从理论上分析了单个自旋弛豫时间超过激光脉冲重复周期的载流子自旋系综中自旋极化的产生和退相。自旋极化积累既表现为共振自旋放大，也表现为载流子自旋相干的锁模。结果表明，这两个制度有相同的起源，而它们的外观是由光泵功率和自旋旋进频率在系综的扩展。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall
Scalar Spin Chirality from Dissipative Pumping and Lamb-Shift Precession
China Agricultural University（中国农业大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
该研究针对三角三量子点中循环电流随偏置反转的不明起源，提出耗散隧穿制备轨道赝自旋、虚拟电荷涨落产生兰姆场的机制，通过储库诱导的轨道 Hanle 效应将轨道极化转化为标量自旋手性，经层级计算验证了低偏置反转与手性进动的特性。
2026-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Free coherent evolution of a coupled atomic spin system initialized by electron scattering
对耦合量子系统动力学的全面了解取决于实时跟踪局部激发效应的能力。在这里，我们跟踪的相干演化的一对耦合原子自旋的扫描隧道显微镜。我们使用一个泵探测计划，以检测本地磁化后的电流诱导的激励上执行的自旋之一。利用与探针尖端的磁相互作用，我们能够调整自旋的相对进动。我们表明，只有当他们的拉莫尔频率匹配，两个自旋可以纠缠，导致激励来回交换。这些结果提供了深入了解电子自旋散射的局部性，并设置了一个量子态通过扩展的自旋晶格的受控迁移的阶段。
2021-01-26 cond-mat.mes-hall
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent coupling of individual quantum dots measured with phase-referenced two-dimensional spectroscopy: photon echo versus double quantum coherence
我们采用二维（2D）相干，非线性光谱研究耦合在单个InAs量子点（QD）和QD分子。在双光束序列中的交换脉冲排序允许区分重定相和非重定相四波混频（FWM）配置。我们强调非重定相的情况下，允许监测双光子相干动力学。相应的傅里叶变换产生双量子2D FWM映射，这与其单量子对应物相证实，源自于重相序列。我们介绍了参考的四波混频相位与驱动脉冲进行的，克服其主动稳定的必要性，在2D光谱所需的。结合单量子和双量子二维四波混频，提供了一个相关的工具，在检测和确定单个量子系统之间的相干耦合机制，如实验所示。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
Origin of Two Larmor Frequencies in the Coherent Spin Dynamics of Colloidal CdSe Quantum Dots Revealed by Controlled Charging
胶体CdSe量子点中的相干自旋动力学通常表现出两个具有不同拉莫尔频率的自旋分量，其起源是一个悬而未决的问题。我们利用光荷电的方法来确定它们的起源，并发现表面态在自旋信号的出现中起着关键作用。通过控制电子或空穴受体的光充电，我们表明，特定的自旋分量可以通过受体类型的选择增强。在核/壳结构的CdSe/ZnS量子点中，自旋信号明显较弱。我们的结果排除了中性激子作为自旋起源，并建议这两个拉莫尔频率相关的相干自旋旋进的光荷电量子点中的电子。较低的频率是由于电子被限制在量子点的中间，而较高的频率是由于电子另外被定位在表面附近。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Generation of maximally entangled states and coherent control in quantum dot microlenses
在纳米光子结构中集成纠缠光子发射体是量子信息技术的一个主要挑战。我们研究了量子点（QD）微透镜作为最大纠缠光子的有效发射器的潜力。为此，我们进行量子断层扫描测量InGaAs量子点确定性集成到微透镜。尽管所研究的量子点表现出非零的激子精细结构分裂（FSS），偏振纠缠可以制备具有接近1的保真度。所测量的纠缠的质量仅取决于所使用的单光子探测器的时间分辨率相比，由FSS施加的激子相位进动的周期。有趣的是，纠缠是保持沿整个激子波包，不受退相干。此外，上双激子态的相干控制被证明。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall
Stimulated resonant spin amplification reveals millisecond electron spin coherence time of rare-earth ions in solids
电子自旋系综的不均匀性以及作用于单个自旋的涨落环境大大缩短了自旋相干时间$T_2$，阻碍了相干自旋操纵。我们表明，这个问题可以解决的同时应用的射频（rf）领域，它刺激相干自旋旋进去耦从一个不均匀的环境，和周期性的光脉冲，放大这种进动。当rf场频率接近激光脉冲重复频率时发生的所得共振具有由自旋相干时间$T_2$确定的宽度，其不受非均匀性效应的影响。我们在低温下测量了YAG晶格中Ce $^{3+}$离子基态电子的50 Hz窄电子自旋共振和毫秒长的$T_2$，而非均匀自旋退相时间$T_2^*$仅为25 ns。这项研究为在非均匀环境中实现自旋系统的相干光学操纵铺平了道路。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
The theory of coherent dynamic nuclear polarization in quantum dots
考虑了在外加磁场和自旋轨道相互作用下，双量子点中两个电子的动态核自旋极化（DNP）.通过半经典地处理这个问题，我们发现，一般的DNP有两个不同的贡献-几何极化和动态极化，这有不同的依赖于控制参数，如扫描速率和等待时间在每个周期。这两项都显示出对这些控制参数的非平凡依赖性。我们发现，即使对于小的自旋轨道项，动力学极化占主导地位的DNP在S-T+避免交叉附近存在一个长的等待期，核拉莫尔旋进周期的顺序。一个具体的控制制度的详细数值分析可以解释由Foletti等观察到的振荡。al.~ arXiv：0801.3613。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall
Entanglement robustness to excitonic spin precession in a quantum dot
半导体量子点（QD）是产生偏振纠缠光子对的理想材料。研究了一类具有不同激子精细结构分裂（FSS）的量子点中的激子自旋进动（Flip-flop）及其对激子-双激子辐射级联产生的光子纠缠的影响.我们的结果表明，相干过程离开量子点的时间后选择纠缠与有限的FSS不受影响，而改变系统的本征态。触发器的进动是通过量子层析成像观察到的，通过异常振荡的重合在直线基础。一个理论模型的构建与包括激子的触发率，并与双光子量子断层扫描测量表现出自旋触发机制的量子点进行比较。的理论模型的概括允许估计的纠缠度作为一个功能的FSS和自旋翻转率。对于一个有限的时间分辨率，负被发现是振荡的FSS和自旋翻转率。这种振荡行为消失完美的时间分辨率和最大的纠缠，尽管触发器的过程中检索。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Certifying the quantumness of a nuclear spin qudit through its uniform precession
本研究通过测量硅基单自旋7/2 ¹²³Sb核自旋进动的x投影正定性，以19个标准差违反经典边界，认证了核自旋奇异态的量子性，验证了单原子尺度qudit高保真量子资源态制备能力。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Trembling motion of electrons driven by Larmor spin precession
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Ioffe Institute（约费研究所）；Forschungszentrum Jülich GmbH（于利希研究中心有限公司）
本研究通过自旋进动驱动电子颤动产生GHz频率AC电流，揭示了固态中相对论量子效应的实现机制，并实现了超快自旋敏感电读取。
2025-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between resonant tunneling and spin precession oscillations in all-electric all-semiconductor spin transistors
我们研究了耦合到两个量子点接触的自旋晶体管作为自旋注入器和检测器的传输特性。在Fabry-Perot机制中，传输由隧道势垒之间形成的准束缚态介导。有趣的是，Rashba类型的自旋-轨道相互作用可以通过这样一种方式进行调节，即非均匀的Rashba场可以在样品的不同点上指向不同的方向。我们讨论了自旋守恒和自旋翻转转变的自旋轨道角的方向增加，从平行到反平行配置。自旋进动振荡被清楚地看作是中央通道长度的函数。值得注意的是，我们发现，这些振荡与法布里-珀罗运动相结合，产生准周期传输在纯一维的情况下。此外，我们考虑了更现实的情况下，在横向方向上的有限宽度，并发现相干振荡变得恶化为中等值的自旋轨道强度。我们的研究结果，然后确定的确切作用的Rashba子带间耦合势的法布里-珀罗-Datta-Das混合振荡。
2016-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent long-distance displacement of individual electron spins
在单电子自旋水平上控制纳米电路是大规模量子信息处理的可能途径。在这种情况下，各个电子自旋已经被识别为通用的量子信息载体，以互连基于自旋的半导体量子线路的不同节点。尽管重要的实验努力，以控制电子位移在长距离，保持电子自旋相干转移后仍然到现在为止难以捉摸。在这里，我们证明了单个电子自旋可以在5微米的距离上相干地位移。这种位移是在由三个隧道耦合的横向量子点组成的闭合路径上实现的。使用快速量子点控制，电子以接近100 m/s的速度从一个点隧穿到另一个点。我们发现，自旋相干长度是8倍，比预期的电子自旋相干没有位移。这种增强的自旋相干点的过程类似于在核磁共振实验中观察到的运动窄化。所展示的相干位移将使遥远的自旋量子比特之间的长程相互作用成为可能，并将开辟单电子自旋的非阿贝尔和完整操纵的途径。
2017-01-05 cond-mat.mes-hall
Coherent dynamics in stochastic systems revealed by full counting statistics
一般来说，随机系统具有相干动力学和不同状态之间的非相干跃迁。我们提出了一种方法来识别的过渡的全计数统计的相干部分。该建议说明了通过量子点自旋阀，它结合了量子相干自旋进动与电子隧穿的电子转移。我们表明，通过计算作为时间的函数的转移电子的数量，它是可能的，即使在运输制度，其中其他工具，如依赖于频率的电流噪声和等待时间分布的计数统计提取出的相干动力学失败。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Spin excitations of individual Fe atoms on Pt(111): impact of the site-dependent giant substrate polarization
利用非弹性扫描隧道谱（ISTS）和基于密度泛函理论的模拟，我们证明了吸附在Pt（111）表面上的单个Fe原子的磁各向异性能的幅度和符号可以通过改变吸附原子的结合位点来控制.由于测得的各向异性的大小是非常小的，高达一个数量级小于以前报道的，电子-空穴激发是弱的，因此自旋激发表现出长寿命的进动寿命相比，发现在贵金属表面上相同的吸附原子的值。
2013-09-21 cond-mat.mes-hall
Gate-Control of Anisotropic Spin Transport and Spin Helix Dynamics in a Modulation-Doped GaAs Quantum Well
电子自旋输运和动力学研究在一个单一的，高迁移率，调制掺杂，GaAs量子阱使用超快双色克尔旋转显微光谱，自旋扩散和运输的定性动力学理论模拟的支持。自旋的演化受Dresselhaus体和Rashba结构反转不对称性支配，其表现为可以直接从实验相干自旋进动中提取的有效磁场。自旋旋进长度L-SOI被定义为在有效磁场中的一个完整旋进。观察到（a）面外电场的应用通过自旋-轨道耦合的Rashba分量改变自旋衰减时间和L-SOI，（b）面内磁场允许提取Dresselhaus和Rashba参数，以及（c）面内电场显著地修改L-SOI和扩散系数。虽然模拟再现了实验的主要特征，但后者的结果超过了相应的模拟，并扩展了先前对漂移电流依赖的自旋轨道相互作用的研究。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Radiofrequency driving of coherent electron spin dynamics in $n$-GaAs detected by Faraday rotation
本文提出了一种研究半导体自旋动力学的新的泵浦-探测方法，该方法是通过振荡射频（rf）磁场脉冲泵浦载流子自旋，并通过测量短激光脉冲的法拉第旋转进行探测。我们在$n$ -GaAs上演示了这种技术，并观察了在射频脉冲激发过程中和之后相干自旋进动的开始和衰减。我们表明，射频场共振地址的电子自旋与拉莫尔频率接近的射频场。这打开了机会，以确定均匀的自旋相干时间$T_2$，这是无法直接在标准的全光泵浦探测实验。
2019-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Room-temperature coherent optical manipulation of single-hole spins in solution-grown perovskite quantum dots
固态自旋相干性的操纵是量子信息处理的一个重要范例。目前的系统要么在非常低的温度下运行，要么难以扩大规模。因此，开发低成本、可扩展的材料，其自旋可以在室温下相干操纵，对于量子信息科学的可持续未来具有高度吸引力。在这里，我们报告的环境条件下的全光学初始化，操作和读出的溶液生长的CsPbBr3钙钛矿量子点的合奏中的单孔自旋。单孔自旋是通过亚皮秒电子清除后，圆偏振飞秒脉冲激发。横向磁场诱导自旋进动，第二个非共振飞秒脉冲通过强的光-物质相互作用相干旋转空穴自旋。这些操作在室温下几乎完成了对单空穴自旋的量子态控制。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Density-matrix quantum kinetics of spin-mode crossover and ac Edelstein response in spin--orbit-coupled chiral metals
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所新兴物质科学中心）；Institute for Molecular Science（分子科学研究所）
本文提出密度矩阵量子动力学理论，统一描述手性金属中从弱到强自旋-轨道耦合交叉的自旋弛豫、进动及自旋-电荷转换，并验证了昂萨格互易性。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
