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quantum information/Dipolar spin relaxation of divacancy qubits in silicon carbide.pdf
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@ -0,0 +1,23 @@
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# abstract
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本文展示了描述附近环境(包括核自旋和电子自旋)对自旋过程的影响的方法。
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这个方法使用了一个扩展的 Lindblad 方程,in the framework of cluster approximation of a central spin system.
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我们证明这个方法可以准确地计算出 $T_1$。
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# INTRODUCTION
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NV 很重要,除了 NV 以外一些宽禁带半导体中的缺陷也很重要。
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周围环境对点缺陷的性质影响很大。
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Lindblad 方程通常被用来描述 Markovian 退化过程。但这个方法依赖于一些实验参数,无法准确描述各种环境。
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为了解决这个问题,一些方法被提了出来。
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各种方法被提出来,被用于解决各种问题。
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在接下来,第二节会介绍理论和实现,第三节会展示一个例子中使用不同近似的效果,第四节会提供 NV 的模拟结果,第五节总结。
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# METHODOLOGY
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quantum information/Longitudinal spin relaxation model applied to point-defect qubit systems.pdf
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@ -46,6 +46,45 @@ Si 空位因为自旋四重态受到了很多研究。
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我们发现了几个窄共振,在这之中,只需要外加一个很小的磁场,自旋弛豫时间就可以改变几个数量级。
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基于这些观察,我们提出可以把它用作生物传感,并且估计了它的敏感度。
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# RESULTS
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图 1a 是能级。
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当外加一个正的磁场并且逐渐增大时,-3/2 的能级会与 +1/2 和 -1/2 的交叉。
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外界的自旋 1/2 的核磁矩会导致自旋 +-1 的能级弛豫(LAC A 和 C),
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除此以外还有两个核自旋,或者一个核自旋和非线性塞曼效应,导致的 +-2 的能级交叉(LAC B)。
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所有这些交叉都会增强自旋弛豫。
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为了定量外加磁场对核自旋引起的自旋弛豫的影响,我们计算了它随时间的演变,探究了从初始态到末态的转变粒子数。
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图 1b 展示了不同磁场下一段时间后弛豫的结果。
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超过 LAC C 之后,弛豫速率是指数下降的。
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在磁场较大时,o 是 ss 的两倍。
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在磁场较小时,核自旋对自旋弛豫的影响是很大的。
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对于 V2 来说,三个 LAC 都可以在图上看出来。
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注意到,LAC A 只在 -1/2 有观察到,LAC B 只在 +1/2 有观察到。
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V1 的都集中在 B=0 附近,分不清。
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为了定量研究核自旋对自旋弛豫的影响,我们计算了弛豫时间。
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Si29 导致的自旋弛豫时间比 C13 要短很多,要保持更高的自旋弛豫时间,最好将 Si29 去除掉。
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在 B 小于 60 G 时,自旋弛豫时间被剧烈地减小了。
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接下来研究 1/2 电子自旋对自旋弛豫的影响。
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整体的结构与之前的四重态不同,可以看作一个五重态和一个三重态,三重态与五重态中间的那三个接近简并。
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在 B=0 附近,有四个 LAC,在比较远的地方还有一个 LAC,是由于四重态的非线性导致的。
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TODO: 四重态的非线性是什么?
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LAC 5 的位置受到扰动后会不准确。
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对于 V2,可以在图中看到几个峰,自旋相干时间因此会急剧减小。
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LAC 5 附近的波动是因为有限的模拟时间和两个态之间的相干震荡导致的。
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V1 的 LAC 都非常接近于 B=0。
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当初始态设置为只有 -1/2 时,弛豫的数量会极大地增加,
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我们认为是 $| +1/2 -1/2 \rangle$ 和 $| -1/2 -1/2 \rangle$ 的简并导致的。
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一些实验也观察到了快速的转换。
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更多详细信息在附录里讨论。
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接下来,我们定量研究了 1/2 自旋的缺陷的浓度对弛豫时间的影响。
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可以看到,随着浓度变化,弛豫时间在秒级到微秒级之间变化。
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