高保真EDSR在Si/SiGe波纹阱中的应用
Si/SiGe量子阱中若掺入锗浓度振荡(即长周期摆动阱),此前已被证明可增强导带电子的Dresselhaus自旋-轨道耦合。在进行基于电偶极自旋共振的自旋量子比特门操作时,这种本征自旋-轨道耦合是可取的,因为它无需外部微磁体。然而,随机合金无序通过空间随机化谷相位 \(φ_{s,s}\) 在该材料体系的谷物理中起关键作用,且近期EDSR分析尚未充分考虑这一因素。在此,该团队展示了合金无序通过两种主要方式影响EDSR。首先,拉比频率 \(Ω\) 获得对谷相位的依赖性(由 \(\cos φ_{s,s}\) 给出),导致 \(Ω\) 的空间随机化。尽管存在这种变异性,该工作表明在给定样品的大多数位置都能实现快速EDSR。其次,一种新的拉比驱动机制出现,该机制由无序导致的谷偶极子以及EDSR驱动场下基态与激发态谷态的杂化所促成。该机制在谷分裂较低的区域占主导地位。因此,合金无序可以增强EDSR,但也可能导致 \(Ω\) 的梯度,从而在旋转坐标系中引起退相干。该团队通过首先识别“最佳点”(即EDSR对电场波动相对不敏感的位置)来探索这一问题,随后展示了在存在现实电荷噪声的情况下仍能实现高保真度拉比振荡。研究结果表明,摆动阱是进行高质量、无微磁体门操作的一个有前景的平台。

