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Electrically controlled spin qubit in Ge/Si nanowire with fast radio-frequency readout

研究課題

研究課題/領域番号 17K14076
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

孫 健  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 客員研究員 (70792357)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードspin-orbit interaction / quantum dot / nanowire / Qubit / Resonator / hole-photon coupling / quantum point contact / spin qubit / 量子デバイス / ナノデバイス
研究成果の概要

Ge/Siナノワイヤへの最適化されたオーミックコンタクトを得た。 ナノワイヤ内で準弾道輸送を達成し、量子化コンダクタンスの特徴を測定した。 helical spin stateはリエントラントコンダクタンスの特徴として検出されました。 2.1 meVの強いスピン軌道エネルギーと3.6のg因子を抽出した。 (Nano Lett。2018)
我々はゲート規定量子ドットを作製した。源に接続されたマイクロ波伝送線路共振器は高速読み出しのために利用される。正孔 - 光子結合強度は数十MHzの大きさであると評価される。  (Nano Lett。2019)

研究成果の学術的意義や社会的意義

We detect helical gap and a strong spin-orbit interaction in Ge/Si NW, suggesting it as a promising platform for studying Majorana physics.
We demonstrate the hole-photon coupling of 10sMHz in the Ge/Si quantum dots for future implementation of coherent hole-photon interaction in Ge/Si NWs.

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Gate Tunable Hole Charge Qubit Formed in a Ge/Si Nanowire Double Quantum Dot Coupled to Microwave Photons2019

    • 著者名/発表者名
      Rui Wang, Russell S. Deacon, Jian Sun, Jun Yao, Charles M. Lieber, Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 19 号: 2 ページ: 1052-1060

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b04343

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Helical Hole State in Multiple Conduction Modes in Ge/Si Core/Shell Nanowire2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Sun, Russell Deacon, Rui Wang, Jun Yao, Charles Lieber, Koji Ishibashi
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 18 号: 10 ページ: 6144-6149

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.8b01799

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Helical State in Ge/Si Core/Shell Nanowire2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Sun
    • 学会等名
      The 2nd CEMS International Symposium on Dynamics in Artificial Quantum Systems
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Helical State in Ge/Si Core/Shell Nanowire2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Sun
    • 学会等名
      The 65th JSAP Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Helical State in Ge/Si Nanowire2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Sun
    • 学会等名
      Project Meeting on MEXT "Hybrid Quantum Systems"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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