使用宽带三维波导实现两能级系统缺陷集合的光谱学与相干调控
固态材料中的缺陷在决定量子技术的相干性、稳定性和性能方面起着核心作用。尽管窄带技术能以高精度探测特定共振,但宽带光谱方法能捕获缺陷特性与动力学的完整谱系。非晶态电介质中的双能级系统(TLS)缺陷尤为重要,因为它们是超导量子器件中退相干和能量损耗的主要来源。然而,表征其集体动力学特性仍比探测单个TLS缺陷更具挑战性。 基于该团队先前开发的宽带低温瞬态介电谱(BCTDS)技术,研究人员在3-5 GHz宽频范围内研究了TLS缺陷系综的相干控制和时间分辨动力学,无需完整器件加工即可揭示量子干涉效应、记忆依赖性动力学以及TLS缺陷浴中的修饰态演化。光谱响应显示出与裸本征模频率对应的独特V形结构。通过这些特征,该团队从硅样品中提取出4.1-4.6 GHz频段内84 GHz^-1的TLS缺陷谱密度。此外,研究人员系统研究了不同温度和脉冲间隔下振幅与相位控制的干涉条纹,为相干动力学与控制提供了直接证据。该工作还提出一个包含偶极-偶极相互作用的驱动最小自旋模型,定性描述了观测到的行为。 这些成果确立了BCTDS作为宽带缺陷光谱研究的通用平台,为诊断和抑制退相干源、调控多体动力学以及探索无序量子系统中的非平衡现象提供了新方法。
量科快讯
2 天前
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