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单晶
摘要： 我们研究了强稀释顺磁体7LiYF4:Ho3+（0.1原子百分比）在外加磁场平行于晶体四方对称轴的高分辨率宽带光学吸收光谱中的超精细结构。观测到了超精细光谱图案中的反交叉现象，这是首次在光谱中直接观测到超精细能级反交叉?；诘缱?f10构型的微观模型，通过分析对应于Ho3+离子晶体场非克拉默斯双重态与单重态之间电子-核子子能级跃迁的光谱包络，我们获取了关于电子单重态超精细结构、核四极相互作用以及随机晶格应变的信息。
关键词： LiYF4:Ho3+，超精细结构，超精细相互作用，晶体场，随机应变，光谱，磁场，反交叉
更新于2025-09-23 15:23:52
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与金刚石中氮空位色心弱耦合的单个核自旋的强极化
摘要： 我们通过实验展示了与金刚石中氮空位（NV）中心弱相互作用的13C核自旋具有高度偏振特性。通过结合相干微波激励脉冲与光学照射，我们实现了可控弛豫，在室温下使与NV中心具有约600 kHz超精细相互作用强度的远程13C核自旋获得了极性可调、偏振度高于85%的快速核偏振。借助数值模拟表明，各向异性超精细张量分量天然提供了调控自旋混合参数的途径，通过外磁场精确调节核量子化轴即可实现高效核偏振。我们进一步讨论了自旋动力学过程及该方法对NV中心电子自旋周围各类目标13C核自旋的广泛适用性。所提出的控制方法为利用固体中的核自旋资源实现高保真自旋寄存器初始化和量子计量等应用，展示了一条高效且通用的技术路径。
关键词： 氮空位（NV）、氮空位中心、自旋初始化、超精细相互作用、自旋极化
更新于2025-09-23 15:19:57
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一个与硅量子点耦合的核自旋量子比特
摘要： 固态中的单核自旋是量子计算未来潜在的平台，因其具有长相干时间和优异的可控性。测量可通过局域电子（如单原子掺杂剂或晶体缺陷中的电子）实现。然而，在多个掺杂剂或缺陷间建立长程相互作用具有挑战性。相反，在光刻定义的量子点中，可调谐的量子点间电子隧穿能实现相邻量子点中基于电子自旋的量子比特直接耦合。此外，其与半导体制造技术的兼容性可能支持未来扩展至大量量子比特。遗憾的是，超精细相互作用通常过弱而无法操控单核自旋。本研究证明，在硅金属-氧化物-半导体量子点中，电子的超精细相互作用足以初始化、读出并控制单个29Si核自旋。该方法结合了核自旋的长相干时间与量子点系统的灵活性及可扩展性。我们展示了核自旋量子比特的高保真投影读出与控制，以及核自旋与电子自旋间的纠缠。关键的是，我们发现核自旋和电子自旋在量子点间转移电子时均能保持相干性。因此我们设想通过电子穿梭实现长程核-核纠缠。本研究确立了量子点中核自旋作为量子处理强大新资源的地位。
关键词： 纠缠、超精细相互作用、核自旋、量子点、硅、相干时间、量子计算
更新于2025-09-12 10:27:22
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纵向场对单量子点中大面内核场形成的影响
摘要： 通过汉勒效应测量研究了单自组装InAlAs量子点中核四极相互作用在面内核场形成中的作用。揭示了核四极相互作用的起源及纵向磁场的影响。结果表明核四极相互作用在面内核场形成中具有多重作用。
关键词： 超精细相互作用、核四极相互作用、量子点
更新于2025-09-11 14:15:04
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GaAs/(Al,Ga)As量子阱中电子与核自旋相互作用的单束共振自旋放大
摘要： 在一块名义上未掺杂的GaAs/(Al,Ga)As量子阱中，研究了三重态激子共振激发下与驻留电子相互作用的核自旋动态极化现象。不同于常规时间分辨泵浦-探测技术，我们采用单光束方案——通过调制激发光在圆偏振与线偏振态之间转换。检测样品表面反射的激发激光时间积分强度（该强度正比于光学产生率并随驻留电子泵浦而变化）。另一方面，极化电子通过超精细相互作用将其自旋转移至晶格核。在外加磁场中用脉冲序列激发样品时，当拉莫尔进动频率与激光脉冲重复频率同步时，可观察到共振自旋放大效应。核自旋极化的累积会导致共振自旋放大峰位移，因为由此产生的核场会改变电子所处外磁场的强度。研究发现核自旋极化时间T1具有温度依赖性，且由于低温下电子局域化效应，该时间会缩短。在斜向外磁场中观测到与电子g因子各向异性相关的核（奥弗豪瑟）场"锁定"现象，估算出面内(g∥)与面外(g⊥)分量间的g因子比值为g⊥/g∥=1.3。
关键词： 超精细相互作用、共振自旋放大、共振激发、电子g因子、量子阱、动态极化、单光束方法、核自旋
更新于2025-09-09 09:28:46