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Accès ouvert déclaré 2026 article

Deep Spin Defects in Zinc Oxide for High-Fidelity Single-Shot Readout

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Le résumé fourni par la source

Wide-band gap oxides such as Zn O are favorable hosts for spin defect qubits due to their dilute nuclear spin background and potential for ultrahigh purity. Yet, a deep-level defect qubit with robust optical and spin properties has not been identified in this material. Here, using first-principles calculations, we predict that the molybdenum-vacancy complex, ( Mo Zn v O ) 2 + , exhibits the essential characteristics of an optically addressable spin qubit: a spin-triplet ground state, visible-range optical transitions with high quantum yield, and an unusually small Huang-Rhys factor ( ∼ 5 , compared to 10–30 in known Zn O defects). We further find long spin coherence times ( T 2 ∼ 4 ms ) when both nuclear and impurity spin baths are considered, with paramagnetic impurities setting a threshold concentration of 0.035 ppm. Importantly, the combination of strong spin-orbit coupling and the absence of Jahn-Teller distortion supports spin-selective intersystem crossing and high-fidelity single-shot readout at elevated temperatures and across wide magnetic field ranges. By identifying ZnO as a host for deep-level defect qubits, our work points toward a pathway to scalable, integrable oxide-based quantum technologies and broadens the material foundation for solid-state quantum information science.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Deep Spin Defects in Zinc Oxide for High-Fidelity Single-Shot Readout
Date Crossref
03/06/2026
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les sujets associés

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