スケール可能な半導体装置に統合された単一スピンの電気的および光学的制御

科学分野:

• 量子コンピューティングと固体物理学
• 半導体デバイス製造と量子情報科学

背景:

• シリコンカービッド (SiC) は,優れた電子スピン相関性を持つスピン欠陥を宿している.
• これらの欠陥は近赤外線スピンフォトンのインターフェースを持ち 量子応用に適しています
• SiCは確立された半導体製造技術と互換性があります.

研究 の 目的:

• シリコンカービッドに単一の中性二空性スピンを統合する.
• これらのスピンの電気的環境を調節する装置を製造する.
• 決定的な電荷状態制御と 量子システムのスタークシフトチューニングを 示すために

主な方法:

• 商用のp-i-nダイオード構造に高度に一貫した単一の中立のスピンを統合する.
• スピンの局所的な電気的環境を正確に制御するためのダイオードの製造.
• 充電状態制御とスタークシフトチューニングを実現するための電気調節の適用.

主要な成果:

• ディバカンシー回転の決定的な充電状態制御を達成した.
• スタークシフトのチューニングが850GHzを超えていることを証明した.
• 光学線幅の50倍以上の縮小が観測され,寿命の限界に近づいている.

結論:

• エンジニアリングされた電気環境は,固体エミターにおけるスペクトル拡散を緩和します.
• 古典的な半導体装置は スピンベースのスケーラブルな量子システムを制御できます
• この研究は,シリコンカービッドのスピン欠陥を用いた堅固な量子技術の開発を進めています.