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Holland, Arne ; Struck, Tom ; Langrock, Veit ; Schmidbauer, Andreas ; Schauer, Floyd ; Leonhardt, Tim ; Sawano, Kentarou ; Riemann, Helge ; Abrosimov, Nikolay V. ; Bougeard, Dominique ; Schreiber, Lars R.

Large, Tunable Valley Splitting and Single-Spin Relaxation Mechanisms in a Si/SixGe1-x Quantum Dot

Holland, Arne, Struck, Tom, Langrock, Veit, Schmidbauer, Andreas, Schauer, Floyd, Leonhardt, Tim, Sawano, Kentarou, Riemann, Helge, Abrosimov, Nikolay V., Bougeard, Dominique und Schreiber, Lars R. (2020) Large, Tunable Valley Splitting and Single-Spin Relaxation Mechanisms in a Si/SixGe1-x Quantum Dot. Physical Review Applied 13 (034068).

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 18 Jun 2020 07:36
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.43347


Zusammenfassung

Valley splitting is a key feature of silicon-based spin qubits. Quantum dots in Si/SixGe1-x heterostructures reportedly suffer from a relatively low valley splitting, limiting the operation temperature and the scalability of such qubit devices. Here, we demonstrate a robust and large valley splitting exceeding 200 mu eV in a gate-defined single quantum dot, hosted in molecular-beam-epitaxy-grown ...

Valley splitting is a key feature of silicon-based spin qubits. Quantum dots in Si/SixGe1-x heterostructures reportedly suffer from a relatively low valley splitting, limiting the operation temperature and the scalability of such qubit devices. Here, we demonstrate a robust and large valley splitting exceeding 200 mu eV in a gate-defined single quantum dot, hosted in molecular-beam-epitaxy-grown Si-28/SixGe1-x. The valley splitting is monotonically and reproducibly tunable up to 15% by gate voltages, originating from a 6-nm lateral displacement of the quantum dot. We observe static spin relaxation times T-1 > 1 s at low magnetic fields in our device containing an integrated nanomagnet. At higher magnetic fields, T-1 is limited by the valley hotspot and by phonon noise coupling to intrinsic and artificial spin-orbit coupling, including phonon bottlenecking.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review Applied
Verlag:AMER PHYSICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:COLLEGE PK
Band:13
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:034068
Datum27 Februar 2020
InstitutionenPhysik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Huber > Arbeitsgruppe Dominique Bougeard
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevApplied.13.034068DOI
Stichwörter / KeywordsQUBIT;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenZum Teil
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-433477
Dokumenten-ID43347

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