Enhancement of microwave fields in pulse EPR of quantum paraelectrics

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68378271%3A_____%2F23%3A00580135" target="_blank" >RIV/68378271:_____/23:00580135 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/00216305:26620/23:PU150386

Výsledek na webu

<a href="https://hdl.handle.net/11104/0348901" target="_blank" >https://hdl.handle.net/11104/0348901</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1063/5.0177200" target="_blank" >10.1063/5.0177200</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Enhancement of microwave fields in pulse EPR of quantum paraelectrics

Popis výsledku v původním jazyce

We study the effect of the high polarizability of KTaO3 and SrTiO3 quantum paraelectrics on local electric and magnetic field components of microwaves (MW) at Fe3+ and Mn2+ paramagnetic ions. It is found that the power of MW pulses used in coherent spin manipulation at nanoseconds time scale decreases to milliwatts as compared to the tens-hundreds of watts usually used for spins in conventional materials. The amplification of MW fields is related to the very high dielectric permittivity of quantum paraelectrics at GHz frequencies and temperatures below 20 K. This creates the large induced polarization and secondary MW magnetic field. The low MW power for excitation of spin transitions in quantum paraelectrics eliminates the requirement of expensive high-power MW equipment. This approach also allows to globally control spin qubits in tandem with integrated devices based on conventional semiconductor MW circuits working at mW powers.

Název v anglickém jazyce

Enhancement of microwave fields in pulse EPR of quantum paraelectrics

Popis výsledku anglicky

We study the effect of the high polarizability of KTaO3 and SrTiO3 quantum paraelectrics on local electric and magnetic field components of microwaves (MW) at Fe3+ and Mn2+ paramagnetic ions. It is found that the power of MW pulses used in coherent spin manipulation at nanoseconds time scale decreases to milliwatts as compared to the tens-hundreds of watts usually used for spins in conventional materials. The amplification of MW fields is related to the very high dielectric permittivity of quantum paraelectrics at GHz frequencies and temperatures below 20 K. This creates the large induced polarization and secondary MW magnetic field. The low MW power for excitation of spin transitions in quantum paraelectrics eliminates the requirement of expensive high-power MW equipment. This approach also allows to globally control spin qubits in tandem with integrated devices based on conventional semiconductor MW circuits working at mW powers.

Druh

J_imp - Článek v periodiku v databázi Web of Science

CEP obor

—

OECD FORD obor

10302 - Condensed matter physics (including formerly solid state physics, supercond.)

Projekt

<a href="/cs/project/GA23-05578S" target="_blank" >GA23-05578S: Řízení spinových qubitů v kvantových paraelektrikách pomocí elektrického pole</a><br>

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Applied Physics Letters

ISSN

0003-6951

e-ISSN

1077-3118

Svazek periodika

123

Číslo periodika v rámci svazku

21

Stát vydavatele periodika

US - Spojené státy americké

Počet stran výsledku

6

Strana od-do

214001

Kód UT WoS článku

001106651900003

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85177762463