Идентификация оптически активных квартетных спиновых центров на основе вакансии кремния в SiC, перспективных для квантовых технологий

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В карбиде кремния идентифицированы оптически активные (яркие) и оптически пассивные (темные) квартетные спиновые центры окраски с S = 3/2, включающие отрицательно заряженную вакансию кремния. Использовался высокочастотный двойной электронно-ядерный резонанс на ядрах изотопа 13С, усиленный десятикратным увеличением содержания этого изотопа. В ярком центре, перспективном для квантовых технологий, происходит оптически индуцированное выстраивание населенностей спиновых уровней, тогда как для темного центра, представляющего собой изолированную отрицательно заряжен-Siную вакансию кремния V-, населенности спиновых уровней соответствуют больцмановскому распределению и не изменяются при оптическом возбуждении.

Об авторах

Р. А. Бабунц

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

Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
194021, Санкт-Петербург, Россия

Ю. А. Успенская

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

Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
194021, Санкт-Петербург, Россия

А. П. Бундакова

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

Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
194021, Санкт-Петербург, Россия

Г. В. Мамин

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
420008, Казань, Россия

Е. Н. Мохов

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

Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
194021, Санкт-Петербург, Россия

П. Г. Баранов

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: yulia.uspenskaya@mail.ioffe.ru
194021, Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, S.B. Orlinskii, and J. Schmidt, JETP Lett. 82, 441 (2005).
  2. P.G. Baranov, A.P. Bundakova, I.V. Borovykh, S.B. Orlinskii, R. Zondervan, and J. Schmidt, JETP Lett. 86, 202 (2007).
  3. P.G. Baranov, A.P. Bundakova, A.A. Soltamova, S.B. Orlinskii, I.V. Borovykh, R. Zondervan, R. Verberk, and J. Schmidt, Phys. Rev. B 83, 125203 (2011).
  4. W. F. Koehl, B. B. Buckley, F. J. Heremans, G. Calusine, and D.D. Awschalom, Nature 479, 84 (2011).
  5. V.A. Soltamov, A.A. Soltamova, P.G. Baranov, and I. I. Proskuryakov, Phys. Rev. Lett. 108, 226402 (2012).
  6. D. Riedel, F. Fuchs, H. Kraus, S. V¨ath, A. Sperlich, V. Dyakonov, A.A. Soltamova, P.G. Baranov, V.A. Ilyin, and G.V. Astakhov, Phys. Rev. Lett. 109, 226402 (2012).
  7. H. Kraus, V.A. Soltamov, D. Riedel, S. V¨ath, F. Fuchs, A. Sperlich, P.G. Baranov, V. Dyakonov, and G.V. Astakhov, Nat. Phys. 10, 157 (2014).
  8. V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, D.O. Tolmachev, R.A. Babunts, A.G. Badalyan, V.Yu. Davydov, E.N. Mokhov, I. I. Proskuryakov, S.B. Orlinskii, and P.G. Baranov, Phys. Rev. Lett. 115, 247602 (2015).
  9. M. Widmann, S.-Y. Lee, T. Rendler, N.T. Son, H. Fedder, S. Paik, L.-P. Yang, N. Zhao, S. Yang, I. Booker, A. Denisenko, M. Jamali, S.A. Momenzadeh, I. Gerhardt, T. Ohshima, A. Gali, E. Janzıen, and J. Wrachtrup, Nat. Mater. 14, 164 (2015).
  10. C. J. Cochrane, J. Blacksberg, M.A. Anders, and P.M. Lenahan, Sci. Rep. 6, 37077 (2016).
  11. P.G. Baranov, H.-J. von Bardeleben, F. Jelezko, and J. Wrachtrup, Magnetic Resonance of Semiconductors and Their Nanostructures: Basic and Advanced Applications, Springer Series in Materials Science, Springer-Verlag GmbH Austria (2017), v. 253, ch. 6.
  12. S.A. Tarasenko, A.V. Poshakinskiy, D. Simin, V.A. Soltamov, E.N. Mokhov, P.G. Baranov, V. Dyakonov, and G.V. Astakhov, Phys. Status Solidi B 255, 1700258 (2018).
  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, 678 (2019).
  14. Р.А. Бабунц, Ю.А. Успенская, А.С. Гурин, А.П. Бундакова, Г.В. Мамин, А.Н. Анисимов, Е.Н. Мохов, П. Г. Баранов, Письма в ЖЭТФ 116(7), 481 (2022)
  15. JETP Lett. 116(7), 485 (2022).
  16. Р.А. Бабунц, Ю.А. Успенская, А.П. Бундакова, Г.В. Мамин, А.Н. Анисимов, П.Г. Баранов, Письма в ЖЭТФ 11(11), 763 (2022)
  17. JETP Lett. 116(11), 785 (2022).
  18. V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii, I.D. Breev, A.P. Bundakova, R.A. Babunts, A.N. Anisimov, and P.G. Baranov, Phys. Rev. B 104, 125205 (2021).
  19. V. Ivady, J. Davidsson, N.T. Son, T. Ohshima, I. Abrikosov, and A. Gali, Phys. Rev. B 96, 161114(R) (2017).
  20. T. Wimbauer, B.K. Meyer, A. Hofstaetter, A. Scharmann, and H. Overhof, Phys. Rev. B 56, 7384 (1997).
  21. S.B. Orlinski, J. Schmidt, E.N. Mokhov, and P.G. Baranov, Phys. Rev. B 67, 125207 (2003).
  22. A. Csore, N.T. Son, and A. Gali, Phys. Rev. B 104, 035207 (2021).
  23. П. Г. Баранов, Р.А. Бабунц, А.А. Солтамова, В.А. Солтамов, А.П. Бундакова, Активный материал для мазера с оптической накачкой и мазер с оптической накачкой, Патент РФ #2523744, тип: Изобретение, Приоритет изобретения 24.08.2012, Зарегистрировано в Госреестре 28.05.2014.
  24. A. Gruber, A. Dr¨abenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, and C. von Borczyskowski, Science 276, 2012 (1997).
  25. A. Drabenstedt, L. Fleury, C. Tietz, F. Jelezko, S. Kilin, A. Nizovtzev, and J.Wrachtrup, Phys. Rev. B 60, 11503 (1999).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023