Electron-spin spectral diffusion in an erbium doped crystal at millikelvin temperatures
Electron-spin spectral diffusion in an erbium doped crystal at millikelvin temperatures
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毫开温度下掺铒晶体中的电子自旋光谱扩散
DOI：
10.1103/physrevb.106.144412
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发表时间：
2022
影响因子：
3.7
通讯作者：
P. Bertet
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Rančić;M. Le Dantec;S. Lin;S. Bertaina;T. Chanelière;D. Serrano;P. Goldner;R. B. Liu;E. Flurin;D. Estève;D. Vion;P. Bertet
掺铒晶体为混合量子器件提供了一个多功能平台，因为它们将磁敏电子自旋跃迁与电信波长光跃迁相结合。然而，在许多量子应用所需的高掺杂浓度下，电子-自旋浴的强磁相互作用导致过度的光谱色散和快速的退相干。在这里，我们光刻制作的4.4 GHz的超导平面微谐振器上的CaWO 4晶体掺杂Er离子的浓度为20 ppm相对于Ca。利用微波谐振器，我们描述了在毫开尔文温度下，通过施加2-和3-脉冲回波序列，限制Er离子的电子自旋相干性的光谱色散过程。的相干时间表现出很强的温度依赖性，达到1.3 ms，在23 mK的电子自旋跃迁的167 Er。
Erbium-doped crystals offer a versatile platform for hybrid quantum devices because they combine magnetically-sensitive electron-spin transitions with telecom-wavelength optical transitions. At the high doping concentrations necessary for many quantum applications, however, strong magnetic interactions of the electron-spin bath lead to excess spectral diffusion and rapid decoherence. Here we lithographically fabricate a 4.4 GHz superconducting planar micro-resonator on a CaWO 4 crystal doped with Er ions at a concentration of twenty parts per million relative to Ca. Using the microwave resonator, we characterize the spectral diffusion processes that limit the electron-spin coherence of Er ions at millikelvin temperatures by applying 2- and 3-pulse echo sequences. The coherence time shows a strong temperature dependence, reaching 1.3 ms at 23 mK for an electron-spin transition of 167 Er.
影响因子：
8.6
作者：
Probst, S.;Rotzinger, H.;Bushev, P. A.
通讯作者：
Bushev, P. A.