单量子点中的单自旋注入、调控和探测及其在量子信息处理中的应用

项目名称： 单量子点中的单自旋注入、调控和探测及其在量子信息处理中的应用

项目编号： No.11174356

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 许秀来

作者单位： 中国科学院物理研究所

项目金额： 75万元

中文摘要： 随着信息进入量子化的时代, 固态量子比特及其扩展吸引了很多科研机构的极大的关注. 单个电子和空穴的自旋作为量子比特的载体, 其自旋寿命和相干时间都比原来电荷量子比特要长很多。因此自旋量子比特越来越体现出优越性, 同时也符合目前用电子自旋来代替电子电荷器件的趋势。通常半导体量子点中的自旋注入和探测都是利用光学的方法, 而比较理想的是通过电学方法进行注入和探测。本课题利用分子束外延的方法在肖特基结中生长一层量子点和一层二维电子 (空穴)气的耦合器件, 二者能级在磁场作用下由于Zeeman效应发生自旋劈裂。当二维电子气的能级和量子点单自旋能级匹配, 就会发生隧穿，反之则无，从而达到自旋的注入和探测的目的.另外利用相干控制和克尔旋转的方法研究自旋量子比特的寿命和退相干时间, 分析退相干的理论机制, 并通过微波技术调控自旋比特. 目标实现自旋可控的全电学的自旋量子器件.

中文关键词： 半导体量子点；激子相干输运；电荷态分布；波函数调控；抗磁效应

英文摘要：

英文关键词： Semiconductor quantum dot；Exciton coherent transport；Charge state distribution；Wavefunction control；Diamagnetic effect