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Dispersively Probed Microwave Spectroscopy of a Silicon Hole Double Quantum Dot

Authors :
Romain Maurand
Yann-Michel Niquet
Louis Hutin
Xavier Jehl
Benoit Bertrand
Vincent P. Michal
Matias Urdampilleta
Marc Sanquer
Maud Vinet
R. Ezzouch
Tristan Meunier
A. Apra
Simon Zihlmann
Silvano De Franceschi
Jing Li
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Modélisation et Exploration des Matériaux (MEM)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI)
Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA))
Circuits électroniques quantiques Alpes (QuantECA)
Institut Néel (NEEL)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )
Université Grenoble Alpes (UGA)
acknowledges support from an Early Postdoc.Mobility fellowship (P2BSP2_184387) from the Swiss National Science Foundation
ANR-18-CE47-0007,MAQSi,Modélisation des bits quantiques silicium(2018)
ANR-17-CE24-0009,CMOSQSPIN,Calcul quantique à base de spins électroniques uniques dans une technologie silicium compatible CMOS(2017)
European Project: 688539,H2020,H2020-ICT-2015,MOS-QUITO(2016)
European Project: 759388 ,LONGSPIN
European Project: 810504,QUCUBE
Laboratoire de Transport Electronique Quantique et Supraconductivité (LaTEQS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Circuits électroniques quantiques Alpes (NEEL - QuantECA)
Source :
Physical Review Applied, Physical Review Applied, American Physical Society, 2021, 16 (3), pp.034031. ⟨10.1103/PhysRevApplied.16.034031⟩, Physical Review Applied, 2021, 16 (3), pp.034031. ⟨10.1103/PhysRevApplied.16.034031⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
American Physical Society (APS), 2021.

Abstract

International audience; Owing to ever increasing gate fidelities and to a potential transferability to industrial CMOS technology, silicon spin qubits have become a compelling option in the strive for quantum computation. In a scalable architecture, each spin qubit will have to be finely tuned and its operating conditions accurately determined. In view of this, spectroscopic tools compatible with a scalable device layout are of primary importance. Here we report a two-tone spectroscopy technique providing access to the spin-dependent energy-level spectrum of a hole double quantum dot defined in a split-gate silicon device. A first gigahertz-frequency tone drives electric dipole spin resonance enabled by the valence-band spin-orbit coupling. A second lower-frequency tone (approximately 500 MHz ) allows for dispersive readout via rf-gate reflectometry. We compare the measured dispersive response to the linear response calculated in an extended Jaynes-Cummings model and we obtain characteristic parameters such as g factors and tunnel and spin-orbit couplings for both even and odd occupation.

Details

ISSN :
23317019
Volume :
16
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Applied
Accession number :
edsair.doi.dedup.....a6b494c3f5b086ee0f5d7b9851bc94b5
Full Text :
https://doi.org/10.1103/physrevapplied.16.034031