Измерения спина. 
Наноэлектроника. 
Часть 2

Метод для детектирования спинового состояния электрона при использовании электронных средств показан на рис. 11.6. Оба электрона могут быть связаны на одном и том же доноре (Dсостояние), если к Л-затворам приложено соответствующее напряжение. Отметим, что только ti ^- it электроны с антипараллельными спинами могут совершать переходы в состояния, в которых электроны связаны с одним и тем же донором (принцип Паули !), создавая Dсостояния. Электронный ток (заряд) во время этих переходов измеряется с помощью емкостной техники (одноэлектронного транзистора), что делает возможным определение спинового состояния электрона и ядра. В Si: P Dсостояние всегда синглетное с энергией связи второго электрона 1.7 мэВ. Следовательно, дифференциальное напряжение, приложенное к А-затворам, может вызывать движение заряда между донорами, что возможно только в том случае, когда электроны находятся в синглетном состоянии. Если электроны находятся в различном состоянии, то под вторым электродом могут оказаться два электрона (принцип Паули!) — заряд окажется равен 2е. В противном случае имеем единичный заряд электрона. Движение заряда можно измерить, используя одноэлектронную емкостную технику. Такой подход к измерениям спина даст сигнал во все время релаксации спина, которое в Si: P может достигать тысяч секунд.

Таким образом, определение спинового состояния в связанной системе двух электронов производится, но измерению заряда, когда оба электрона связаны в D'-состоянии. Это возможно, когда они находятся в синглетном состоянии (с разными спинами). Для проведения двухкубитных операций расстояние между донорами должно составлять 100…200 А.