Управление спином отдельных электронов: подробности

Ученые из Нидерландов показали, что спин отдельного электрона может быть изменен с помощью электрического поля, а не магнитного, как это обычно делается. Полученные ими результаты могут найти применение в спинтронике и квантовых компьютерах.

Группа ученых под руководством Ливена Вандерсипена (Lieven Vandersypen) из технологического университета Дельфта создавала квантовые точки, содержащие один электрон, накладывая золотые затворные электроды на подложку из арсенида галлия.

В эксперименте использовались две квантовые точки, расположенные на расстоянии 0,2 мкм друг от друга. Когда спины электронов направлены параллельно, переходы электронов между двумя квантовыми точками не наблюдаются в силу запрета Паули. Под действием приложенного внешнего электрического поля ориентация спина одного из электронов может измениться на противоположную, и тогда в системе возникает электрический ток.

Прикладывая электрическое поле в течение достаточно продолжительного промежутка времени, ученые обнаружили, что ток в системе изменяется синусоидально. Наблюдаемые осцилляции, известные как осцилляции Раби, являются доказательством того, что ученым удалось управлять направлением спина электрона с помощью локального электрического поля, сообщает PhysicsWorld.

В настоящее время исследователи из Дельфтского университета работают над созданием массивов квантовых точек, в которых можно будет управлять спиновым состоянием каждого электрона.