Investigadores del Paul-Drude-Institut en Berlín, el Helmholtz-Zentrum en Dresden y el Instituto Ioffe en San Petersburgo han demostrado el uso de vibraciones elásticas para manipular los estados de giro de centros de color ópticamente activos en SiC a temperatura ambiente.Muestran una dependencia no trivial de las transiciones de espín inducidas acústicamente en la dirección de cuantificación de espín, lo que puede dar lugar a resonancias acústicas de espín quirales. Estos hallazgos son importantes para aplicaciones en futuros dispositivos electrónicos cuánticos y se han publicado recientemente en Cartas de revisión física .
Los centros de color en sólidos son defectos cristalográficos ópticamente activos que contienen uno o más electrones atrapados. De especial interés para las aplicaciones en tecnologías cuánticas son los centros de color ópticamente direccionables, es decir, defectos de celosía cuyos estados de espín electrónico se pueden inicializar y leer de forma selectiva utilizandoAdemás de la inicialización y lectura, también es necesario desarrollar métodos eficientes para manipular sus estados de giro y, por lo tanto, la información almacenada en ellos. Si bien esto se realiza típicamente mediante la aplicación de campos de microondas, un método alternativo y más eficiente podríaser el uso de vibraciones mecánicas. Entre los diferentes materiales para la implementación de estas tecnologías basadas en deformaciones, el SiC está atrayendo una atención creciente como un material robusto para sistemas nanoelectromecánicos con una sensibilidad ultra alta a las vibraciones que también alberga colores ópticamente activos de alta coherenciacentros.
en un trabajo reciente publicado en Cartas de revisión física , investigaciones del Paul-Drude-Institut fuer Festkoerperelektronik, el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf y el Instituto Ioffe han demostrado el uso de vibraciones elásticas para manipular los estados de giro de centros de color ópticamente activos en SiC a temperatura ambiente.En este estudio, los autores utilizan la modulación periódica de la red cristalina de SiC para inducir transiciones entre los niveles de espín del centro de vacancia de silicio, un centro de color ópticamente activo con espín S = 3 / 2. De especial importancia para las aplicaciones futuras es el hecho de que, a diferencia de la mayoría de los centros de luz similares a átomos, donde la observación de los efectos inducidos por la tensión requiere enfriar el sistema a temperaturas muy bajas, los efectos que se informan aquí se observaron a temperatura ambiente.
Para acoplar las vibraciones de celosía a los centros de vacantes de silicio, los autores primero crearon selectivamente dichos centros irradiando el SiC con protones. Luego fabricaron un resonador acústico para la excitación de ondas acústicas de superficie estacionaria SAW en el SiC. SAWsson vibraciones elásticas confinadas a la superficie de un sólido que se asemejan a las ondas sísmicas creadas durante un terremoto. Cuando la frecuencia del SAW coincide con las frecuencias de resonancia de los centros de color, los electrones atrapados en ellos pueden utilizar la energía del SAW para saltar entre losdiferentes subniveles de espín. Debido a la naturaleza especial del acoplamiento espín-deformación, el SAW puede inducir saltos entre estados de espín con diferencias de número cuántico magnético? m = ± 1 y? m = ± 2, mientras que los inducidos por microondas están restringidos a?m = ± 1. Esto permite realizar un control total de los estados de giro utilizando vibraciones de alta frecuencia sin la ayuda de campos de microondas externos.
Además, debido a la simetría intrínseca de los campos de deformación SAW combinada con las propiedades peculiares del sistema de giro de medio entero, la intensidad de tales transiciones de giro depende del ángulo entre la propagación de SAW y las direcciones de cuantificación de giro, que se puede controlarPor otra parte, los autores predicen una resonancia acústica de espín quiral bajo SAWs viajeras. Esto significa que, bajo ciertas condiciones experimentales, las transiciones de espín pueden activarse o desactivarse invirtiendo el campo magnético o la dirección de propagación de SAW.
Estos hallazgos establecen al carburo de silicio como una plataforma híbrida muy prometedora para el control cuántico optomecánico de giro en el chip que permite interacciones diseñadas a temperatura ambiente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlín . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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