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FP7

Spiderman Risultato in breve

Project ID: 293578
Finanziato nell'ambito di: FP7-PEOPLE
Paese: Austria

Verso la dinamica di spin nei punti quantici SiGe

Un singolo spin dell’elettrone confinato in un punto quantico costituisce una delle realizzazioni più promettenti di bit quantistico (qubit). Mentre le ricerche si indirizzano in generale principalmente sugli elettroni, alcuni scienziati UE hanno proposto di studiare le lacune.
Verso la dinamica di spin nei punti quantici SiGe
Il progetto SPIDERMAN (Electronic transport and spin dynamics through SiGe self-assembled quantum dots), finanziato dall’UE, si è concentrato sul potenziale nelle nanostrutture di silicio-germanio (SiGe) per la realizzazione di qubit di spin. Nel silicio e nel germanio, lo spin degli elettroni può avere tempi rilassamento e di coerenza lunghi, dovuti a una piccola interazione iperfine. È stato dimostrato che i tempi di coerenza di spin degli elettroni di silicio possono avvicinarsi a 1 secondo. Tuttavia, molto meno si sa circa le lacune confinate che hanno un’interazione iperfine ancora più bassa.

Il team SPIDERMAN mirava a realizzare dispositivi a punti quantici di SiGe al di fuori di nanostrutture. Le nanostrutture SiGe sono state auto-assemblate attraverso crescita etero-epitassiale a reticolo disordinato, in cui Ge veniva depositato su un substrato di Si.

Nel corso del progetto, i ricercatori hanno avuto successo nella modulazione del fattore g di lacuna nei nanocristalli di SiGe, vale a dire la risposta di spin delle lacune confinate in SiGe a un campo magnetico esterno. Le modulazioni giganti sono state raggiunte quando si è applicato un campo elettrico lungo la direzione di crescita. Tale fattore g della lacuna elettricamente regolabile nei punti quantici è altamente desiderato per le applicazioni di informatica quantistica, come anche per la spintronica.

Inoltre, gli scienziati hanno usato la formulazione Luttinger Hamiltoniana, la quale descrive la struttura della banda di valenza, allo scopo di trovare una spiegazione per tale comportamento insolito. Essi hanno attribuito la forte modulazione del fattore g di lacuna ad uno spostamento relativo delle funzioni d’onda lacuna-leggera e lacuna-pesante quando veniva applicato un campo elettrico.

I risultati del progetto SPIDERMAN suggeriscono che lo spin delle lacune nelle nanostrutture SiGe autoorganizzate possa essere manipolato elettricamente con frequenze nell’ordine dei 100 MHz. Il lavoro sperimentale svolto sottolinea il potenziale finora in gran parte trascurato delle lacune come qubit di spin e ha compiuto i primi importanti passi verso la realizzazione di un qubit di spin in lacuna in nanostrutture auto-assemblate SiGe.

Informazioni correlate

Keywords

Dinamica di spin, punti quantici, spin dell’elettrone, SPIDERMAN, silicio-germanio, fattore g delle lacune
Numero di registrazione: 175007 / Ultimo aggiornamento: 2016-09-27
Dominio: Tecnologie industriali