Температурная стабильность спиновых дефектов в 6H-SiC на основе данных фотолюминесценции и электронного парамагнитного резонанса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методами высокочастотного электронного парамагнитного резонанса и люминесцентного анализа изучены спиновые и оптические свойства двух основных типов спиновых дефектов (NV-центров и дивакансий) в изотопно-очищенном кристалле 6H-28SiC в зависимости от температуры образца. Установлено, что с повышением температуры кристалла от 40 до 140 К отношение интенсивностей сигналов электронного парамагнитного резонанса от дивакансий к сигналам от NV-дефектов монотонно уменьшается, а при температурах выше 140 К сигналы от дивакансий перестают наблюдаться. Анализ оптических характеристик дефектов при изменении температуры кристалла с определением величин энергии активации показал, что все типы центров окраски, вне зависимости от позиции в кристаллической решетке и типа симметрии (С1h и C3v), обладают механизмом теплового тушения люминесценции. Полученные результаты указывают на возможность совместного размещения электронных кубитов на основе NV-центров и дивакансий в пределах одной матрицы карбида кремния, с последующей реализацией селективной инициализации, обработки (эволюции) и считывания состояния определенного одиночного центра.

Об авторах

Ю. Е Ермакова

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: yliyaermakova@gym5cheb.ru
Казань, Россия

И. Н Грачева

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Ф. Ф Мурзаханов

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

А. Н Смирнов

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

И. А Елисеев

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

О. П Казарова

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

Г. В Мамин

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

М. Р Гафуров

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Список литературы

  1. D. D. Awschalom, R. Hanson, J. Wrachtrup, and B. B. Zhou, Nat. Photonics 12, 516 (2018).
  2. J.-F. Wang, F.-F. Yan, Q. Li, Zh.-H. Liu, H. Liu, G.-P. Guo, L.-P. Guo, X. Zhou, J.-M. Cui, and J. Wang, Phys. Rev. Lett. 124, 223601 (2020).
  3. M. Ruhl, C. Ott, S. Gotzinger, M. Krieger, and H. B. Weber, Appl. Phys. Lett. 113, 122102 (2018).
  4. K. Khazen, H. J. von Bardeleben, S. A. Zargaleh, J. L. Cantin, M. Zhao, W. Gao, T. Biktagirov, and U. Gerstmann, Phys. Rev. B 100(20), 205202 (2019).
  5. E. L. Ousdal, M. E. Bathen, A. Galeckas, A. Kuznetsov, and L. Vines, J. Appl. Phys. 135, 225701 (2024); https://doi.org/10.1063/5.0205832.
  6. D. Shafizadeh, J. Davidsson, T. Ohshima, I. G. Ivanov, I. A. Abrikosov, and N. T. Son, Phys. Rev. B 109, 235203 (2024); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.235203.
  7. J. Davidsson, V. Ivady, R. Armiento, T. Ohshima, N. T. Son, A. Gali, and I. A. Abrikosov, Appl. Phys. Lett. 114(11), 5 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5083031.
  8. I. D. Breev, Z. Shang, A. V. Poshakinskiy, H. Singh, R. A. Babunts, P. G. Baranov, D. Suter, Y. Berenc´en, S. A. Tarasenko, G. V. Astakhov, M. Hollenbach, S. S. Nagalyuk, E. N. Mokhov, and A. N. Anisimov, npj Quantum Inf. 8(1), 23, 9 (2022); https://doi.org/10.1038/s41534-022-00534-2.
  9. H. Singh, A. N. Anisimov, P. G. Baranov, and D. Suter, arXiv preprint arXiv:2212.10256 (2022).
  10. A. Meijerink, G. Blasse, and M. Glasbeek, J. Phys. Condens. Matter. 2(29), 6303 (1990).
  11. V. A. Nikitenko, J. Appl. Spectrosc. 57(5), 783 (1992).
  12. Yu. A. Vodakov, E. N. Mokhov, M. G. Ramm, and A. D. Roenkov, Krist. Tech. 14, 729 (1979).
  13. V. A. Soltamov, C. Kasper, A. V. Poshakinskiy, A. N. Anisimov, E. N. Mokhov, A. Sperlich, S. A. Tarasenko, P. G. Baranov, G. V. Astakhov, and V. Dyakonov, Nat. Commun. 10, 1678 (2019).
  14. H. J. von Bardeleben, J. L. Cantin, A. Csore, A. Gali, E. Rauls, and U. Gerstmann, Phys. Rev. B 94, 121202 (2016); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.121202.
  15. L. Forss and M. Schubnell, Appl. Phys. B 56, 363 (1993).
  16. J. E`. Krustok, H. Collana, and K. Hjelt, J. Appl. Phys. 81, 3 (1997); https://doi.org/10.1063/1.363903.
  17. A. B. M. A. Ashrafi, N. T. Binh, and B. P. Zhang, Y. Segawa, J. Appl. Phys. 95, 12 (2004); https://doi.org/10.1063/1.1649451.
  18. A. J. van Bunningen, A. D. Sontakke, R. van der Vliet, V. G. Spit, and A. Meijerink, Adv. Opt. Mater. 11, 2202794 (2023); https://doi.org/10.1002/adom.202202794.
  19. M. A. Reshchikov, N. M. Albarakati, M. Monavarian, V. Avrutin, and H. Morkoc, J. Appl. Phys. 123, 161520 (2018); doi: 10.1063/1.4995275.
  20. A. F. Zatsepin, E. A. Buntov, and A. L. Ageev, J. Lumin. 130(10), 1721 (2010).
  21. И. Н. Огородников, М. Д. Петренко, В. Ю. Иванов, ФТТ 60(1), 132 (2018); https://doi.org/10.21883/FTT.2018.01.45300.171.
  22. В. И. Корепанов, Импульсный люминесцентный анализ: учебное пособие, Изд-во Томского политех- нического университета, Томск (2008), 131 с.
  23. В. А. Пустоваров, Люминесценция и релаксационные процессы в диэлектриках, Учебное пособие, Изд-во УрФУ, Екатеринбург (2015), 113 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».