特別說明：本文由學研匯技術中心原創撰寫，旨在分享相關科研知識。因學識有限，難免有所疏漏和錯誤，請讀者批判性閱讀，也懇請大方之家批評指正。相信大家對超導體的概念都并不陌生，它是指指在某一溫度下，電阻為零的導體。在超導體中，大量電子放棄了各自的費米子性質，通過形成一組稱為庫柏對的玻色子電子對來降低基態能量，以實現超導狀態。因此，在低能時，其內部電子對形成自旋單線態。兩個這樣的電子隧穿到正常金屬中的過程就是Andreev反射，而如果它們隧穿到兩個單獨的正常觸點中，則為交叉式Andreev反射的額外傳輸機制。如果量子點上的庫侖斥力被強制電荷分離，通常會產生庫珀對分裂（CPS），有望形成空間分離、最大自旋糾纏電子的高效源，且允許使用大質量粒子進行貝爾測試。近年來，圍繞CPS裝置中的電荷相關性（即兩個電子的同時發射），人們開展了大量的研究。然而，由于大多數現有方案都依賴于與超導性競爭的鐵磁接觸，這使得相應自旋關聯的實驗檢測仍然極具挑戰性。近日，來自巴塞爾大學物理系的Andreas Baumgartner教授團隊通過一種發射源自庫珀對電子的電子設備，首次報道了對CPS裝置的電流之間自旋互相關進行直接測量的研究結果。1)在該研究中，研究者們使用了與附近超導結構兼容的鐵磁分路器，從而能夠分別對兩個電子路徑中量子點的傳輸進行自旋極化，使得這兩個電子通道能夠充當可調諧自旋濾波器，在標準傳輸和高靈敏度跨導實驗中檢測信號；2)研究發現自旋互作與自旋單態發射一樣是負相關的，并且偏離了理想數值，這主要是由于塞曼分裂量子點態之間的重疊，研究結果證明了在納米電子器件中進行自旋相關實驗的新策略，尤其是對于依賴磁場敏感超導元件的相關器件、以及使用大顆粒材料進行貝爾測試的研究等。
Bordoloi, A., Zannier, V., Sorba, L. et al. Spin cross-correlation experiments in an electron entangler. Nature (2022).DOI: 10.1038/s41586-022-05436-zhttps://doi.org/10.1038/s41586-022-05436-z
