MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798346759683
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31561186
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530.1
■1001  ▼aFeldman,  Mayer  Martin.▼0(orcid)0000-0002-8181-449X
■24510▼aConfining  Electrons  on  Helium  in  Quantum  Dots
■260    ▼a[Sl]▼bPrinceton  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a117  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Lyon,  Stephen  A.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Princeton  University,  2024.
■520    ▼aQuantum  computing  with  electron  spins  requires  the  precise  manipulation  and  detection  of  the  electron  charge  state.  Electrons  on  helium  has  lacked  in  this  regard,  opting  to  use  deep  channel,  micron  sized  gates  to  address  electrons  while  utilizing  exotic  methods  for  electron  sensing.  This  thesis  focuses  on  the  feasibility  of  trapping  and  controlling  electrons  in  submicron  quantum  dots,  developing  an  all-electrical  cryogenic  amplifier  circuit  for  electron  sensing,  transporting  small  packets  of  electrons  over  thin  helium  films,  and  measuring  the  spin  degree  of  freedom  of  109  spins  over  superfluid  helium.The  first  portion  of  the  thesis  describes  an  experiment  exploring  the  use  of  an  array  of  750,000  dual  layer  lithographically  defined  200  nanometer  quantum  dots  to  trap  electrons.  We  find  that  these  quantum  dots  can  support  10s  of  electrons  but  also  acknowledge  that  a  change  in  device  structure  needs  to  be  made  to  allow  for  more  experimental  repeatability.  In  the  end,  this  experiment  highlighted  the  need  to  transition  to  thin  film  devices  and  more  sensitive  measurement  techniques. The  second  portion  of  this  thesis  focuses  on  a  novel  device  design  that  allows  for  a  gentle  transition  between  thick  and  thin  helium  films.  The  use  of  a  smooth  amorphous  resistive  metal  allows  us  to  drive  electrons  across  the  thin  helium  surface  with  reasonable  voltages;  and  by  integrating  this  with  our  take  on  a  cryogenic  amplifier  circuit  using  High  Electron  Mobility  Transistors,  we  can  measure  the  mobilities  of  small  packets  of  electrons.  We  find  that  these  results  are  in  good  agreement  with  previous  measurements  of  mobilities  of  many  (106)  electrons  over  bulk  helium  films  at  the  temperatures  we  work  in.The  last  portion  of  this  thesis  details  our  attempt  to  measure  the  spin  coherence  and  lifetimes  of  electrons  floating  on  helium  using  a  3D  Cavity.  The  complexities  associated  with  integrating  these  two  wildly  different  systems  together  required  a  novel  approach  to  sample  motion  at  cryogenic  temperatures.  We  detail  the  thought  process  and  implementation  of  this  new  setup  that  preserves  over  95%  of  2  inches  of  room  temperature  motion  at  cryogenic  temperatures.
■590    ▼aSchool  code:  0181.
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■650  4▼aElectrical  engineering
■650  4▼aComputational  physics
■653    ▼aElectron  spins
■653    ▼aElectrons  on  helium
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■653    ▼aQuantum  information
■653    ▼aHigh  Electron  Mobility  Transistors
■690    ▼a0599
■690    ▼a0611
■690    ▼a0544
■690    ▼a0216
■71020▼aPrinceton  University▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-06B.
■790    ▼a0181
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164123▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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