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半导体中单个磁性原子的自旋光子接口 总体范围：半导体中的单个自旋对量子信息技术的发展大有裨益。由于其期待已久的相干时间，单个缺陷上的局部自旋是量子信息存储的首选介质，而半导体平台提供了有趣的集成前景。对于充当量子节点的局部自旋的长距离耦合，需要自旋光子接口。这些接口通常基于特定的光学选择规则。对于非光学活性磁性杂质，可以通过它们与半导体载体的交换相互作用实现光学接口。这已在插入半导体量子点 (QD) 的过渡金属元素 (Mn、Cr、Co、Fe 等) 中得到证实。这些磁性元素提供了广泛的局部电子自旋、核自旋和轨道矩选择。 研究主题和可用设施：我们旨在利用 QD 的光学特性来探测和控制嵌入式磁性原子的耦合电子和核自旋的相干动力学。我们将结合射频 (RF) 激发和共振荧光，对单个自旋进行相干控制和探测。实习将专注于开发共振荧光实验，以检测无应变 QD 中 Mn 原子耦合电子和核自旋的磁共振。我们还将开始模拟微柱腔中共振驱动磁性 QD 的光信号自旋诱导波动，这是未来正在开发的自旋光子器件尺寸确定的必要步骤。我们将分析连续共振光学读出下的量子动力学，以展示量子芝诺效应如何有助于增加此类系统中量子信息的存储时间。与我们的合作伙伴合作，我们还将研究具有较大自旋应变耦合的磁性离子 (Cr 2+ 、Co 2+ )，这些离子可以通过表面声波的应变场进行相干控制。我们将致力于模拟局部应变分布对点磁光光谱的影响，以估计它们的自旋应变耦合。实验将在配备磁光低温恒温器（1.5 K、9T/2T 磁体、光学和射频接入）、可调单模和脉冲（ps）激光器（用于共振光激发）和高分辨率光谱仪（用于检测）的微型光谱设备上进行。参考文献：L. Besombes 等人，Phys. Rev. B 107, 235305 (2023) ；V. Tiwari 等人，Phys. Rev. B 106, 045308 (2022) ；V. Tiwari 等人，Phys. Rev. B Letter 104, L041301 (2021) 。可能的合作和交流：这项工作将在 NanoPhysique et Semi-Conducteurs 小组（NPSC，法国国家科学研究院/尼尔研究所和 CEA/IRIG 与筑波大学和华沙大学合作，对部分样品进行了培养。 是否可继续攻读博士学位：是 所需技能：硕士 2（或同等学历），具备固体物理学（电、光、磁特性）、量子力学、光学、光物质相互作用方面的丰富知识。 开始日期：2024 年 3 月（灵活） 联系人：L. Besombes，尼尔研究所，电话：0456387158，电子邮件：lucien.besombes@neel.cnrs.fr 更多信息：http://neel.cnrs.fr
格勒诺布尔尼尔学院
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