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在CMOS平台中将N-MOS电荷传感与P-MOS硅孔双量子点组合
Combining n-MOS Charge Sensing with p-MOS Silicon Hole Double Quantum Dots in a CMOS platform
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论文摘要
硅量子点中的孔由于其在半导体量子电路中的快速，可调和可扩展的量子而受到极大的关注。尽管如此，该材料系统仍然存在挑战，包括使用电荷传感来确定量子点中的孔数的困难，并控制相邻量子点之间的耦合。在这项工作中，我们通过使用多层钯大门来制造双极互补的金属氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 甲基钯宫（CMOS）的问题。该设备由与孔双量子点相邻的电子电荷传感器组成。我们通过电偶极自旋共振（EDSR）证明了对自旋状态的控制。我们在两个数量级上实现了对点间耦合速率的平稳控制，并使用电荷传感器执行旋转电荷转换，以测量已知孔职业的11μs孔单线 - 三个曲线弛豫时间。这些结果为提高孔自旋量的质量和可控性提供了途径。
Holes in silicon quantum dots are receiving significant attention due to their potential as fast, tunable, and scalable qubits in semiconductor quantum circuits. Despite this, challenges remain in this material system including difficulties using charge sensing to determine the number of holes in a quantum dot, and in controlling the coupling between adjacent quantum dots. In this work, we address these problems by fabricating an ambipolar complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) device using multilayer palladium gates. The device consists of an electron charge sensor adjacent to a hole double quantum dot. We demonstrate control of the spin state via electric dipole spin resonance (EDSR). We achieve smooth control of the inter-dot coupling rate over two orders of magnitude and use the charge sensor to perform spin-to-charge conversion to measure the hole singlet-triplet relaxation time of 11 μs for a known hole occupation. These results provide a path towards improving the quality and controllability of hole spin-qubits.
