スピン波と常磁性スピン浴の間の量子界面に向けて【JST・京大機械翻訳】

Gonzalez-Ballestero C.; van der Sar T.; Romero-Isart O.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202202775817123 整理番号：22P0214138

スピン波と常磁性スピン浴の間の量子界面に向けて【JST・京大機械翻訳】

Towards a quantum interface between spin waves and paramagnetic spin baths

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発行年： 2020年12月01日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年12月01日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

スピン波は,次世代情報技術のための有望な候補情報キャリアとして上昇している。ダイヤモンドにおける電子スピンを用いたそれらの検出の最近の実験的実証は,スピン波上の制御可能な常磁性スピン浴の逆作用を研究するための道を開いた。ここでは,スピン波と常磁性スピンの間の相互作用を記述する量子理論を示した。事例研究として,イットリウム-Iron-Garnet薄膜近傍のダイヤモンド中の窒素-空孔スピンの集合を考察した。アンサンブルの逆作用がスピン波スペクトルと伝搬特性の強く調整可能な修正をもたらす方法を示した。これらの修正は,スピン波伝搬の完全な抑制と,異なるパラメータレジームで,それらの伝搬長をλ≦50%増強する。さらに,スピン波熱ゆらぎが,浴中の常磁性スピンの測定可能な周波数シフトを誘起することを示した。このシフトは,ダイヤモンド機械的共振器で光学的および/または機械的に測定できる熱分散力をもたらす。さらに,この理論を用いて,浴中のスピン間のスピン波媒介相互作用を計算した。すべての上記の効果は最先端の実験によって測定可能であることを示す。著者らの結果はスピン波とスピン浴のハイブリッド量子系を記述するための理論的基礎を提供し,スピントロニクスのための能動制御,センシング,およびインターフェイシングツールとしての量子スピンの可能性を確立する。【JST・京大機械翻訳】

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量子光学一般

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