Materiály s kvantovými efekty, nebo s kvantovými qubity

Text

Řízení a manipulace se spiny elektronů je v současnosti žhavým tématem ve fyzice kondenzovaných látek, motivovaným aplikacemi v budoucím nízkoenergetickém kvantovém zpracování informace a spintronice, kde je elektronový spin se svými dvěma kvantovými stavy nejlepším kandidátem pro kvantový bit (qubit). Ve spolupráci s kolegy z Kalifornských univerzit (USA), Oxfordu a Nottinghamu (Spojené království) demonstrujeme možnost manipulace spinů elektrickým polem ve feroelektrickém prostředí s použitím malého množství ionů železa dopovaného v titaničitanu olovnatém (PbTiO3) a supermřížek PbTiO3-SrTiO3 jako modelových systémů (Science Advances 7 (2021) eabf8103, Nanoletters 22 (2022) 3976). Naše studie EPR doplněná výpočty z prvních principů ukazuje, že spiny v iontu Fe3+ jsou silně vázány na lokální polarizaci, což umožňuje řízení spinů elektrickým polem a nabízí potenciál pro budoucí kvantové analogy makroskopických magnetoelektrických zařízení.

Demonstration of the coherent electric field spin control
Popis
Demonstration of the coherent electric field spin control in Fe3+ doped PbTiO3 ferroelectric. | foto: Valentyn Laguta
Na tématu se podílejí