Pauli spin blockade in a highly tunable silicon double quantum dot.
Pauli spin blockade in a highly tunable silicon double quantum dot.
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DOI：
10.1038/srep00110
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发表时间：
2011
影响因子：
4.6
通讯作者：
Dzurak, A. S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lai, N. S.;Lim, W. H.;Yang, C. H.;Zwanenburg, F. A.;Coish, W. A.;Qassemi, F.;Morello, A.;Dzurak, A. S.
双量子点是实现量子信息编码的方便的固态平台。基于泡利不相容原理的量子选择规则可以检测和操纵双电子自旋态，导致三重态电子输运的泡利自旋阻塞。相干自旋态将最佳地保存在没有核自旋的环境中，这在硅中可以通过同位素纯化来实现。在这里，我们报告了一个精心设计的，栅极定义的硅金属氧化物半导体双量子点系统。每个点的电子占有率和点间隧道耦合可通过静电门独立地调节。在弱的点间耦合，我们清楚地观察到泡利自旋封锁，并测量一个大的点内单重态-三重态分裂> 1 meV。自旋封锁中的漏电流具有特殊的磁场依赖性，与电子核效应无关，与自旋翻转共隧穿过程的效应一致。这里获得的结果为实现单重态-三重态量子比特提供了良好的前景。
Double quantum dots are convenient solid-state platforms to encode quantum information. Two-electron spin states can be detected and manipulated using quantum selection rules based on the Pauli exclusion principle, leading to Pauli spin blockade of electron transport for triplet states. Coherent spin states would be optimally preserved in an environment free of nuclear spins, which is achievable in silicon by isotopic purification. Here we report on a deliberately engineered, gate-defined silicon metal-oxide-semiconductor double quantum dot system. The electron occupancy of each dot and the inter-dot tunnel coupling are independently tunable by electrostatic gates. At weak inter-dot coupling we clearly observe Pauli spin blockade and measure a large intra-dot singlet-triplet splitting > 1 meV. The leakage current in spin blockade has a peculiar magnetic field dependence, unrelated to electron-nuclear effects and consistent with the effect of spin-flip cotunneling processes. The results obtained here provide excellent prospects for realising singlet-triplet qubits.
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影响因子：
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