钨酸钙(CaWO4)晶格振动与铒离子(Er3+)掺杂剂之间的耦合

该研究团队采用非弹性中子散射与密度泛函微扰理论相结合的方法,研究了作为铒基量子存储器理想基质晶体的钨酸钙晶格动力学特性。沿(100)、(001)及(101)倒空间方向测量的声子色散关系显示,声子能带最高延伸至130毫电子伏特,并在60至80毫电子伏特间存在能隙,与计算结果高度吻合。通过对声子本征模的对称性分析,研究人员鉴别出8种可直接耦合铒离子晶体场算符的拉曼活性模式,其中包括一个9.1毫电子伏特的低频Bg模式——该模式预计将在声子辅助的自旋-晶格弛豫过程中起主导作用。这些成果为钨酸钙中的声子浴提供了微观描述,并为设计声子环境以抑制量子态存储损耗、优化掺铒钨酸钙的量子存储器应用奠定了理论基础。

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提交arXiv: 2026-02-09 11:15

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