Оптическая спиновая инициализация азот-вакансионных центров в изотопно-обогащенном (28Si) кристалле 6H-SiC для квантовых технологий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Высокоспиновые дефектные центры в кристаллических матрицах используются в качестве базы для квантово-вычислительных технологий, высокочувствительных сенсоров и источников однофотонных излучений. В данной работе методами фотоиндуцированного (λ = 980 нм) высокочастотного (94 ГГц, 3.4 Тл) импульсного электронного парамагнитного резонанса при температуре T = 150 K исследованы оптически активные азот-вакансионные центры окраски (NV-) в изотопно-модифицированном (28Si, ядерный спин I = 0) кристалле карбида кремния 6H-28SiC. Идентифицированы три структурнонеэквивалентных типа NV- центров с аксиальной симметрией и определены их спектроскопические параметры. Длинные ансамблевые значения времен спин-решеточной T1 = 1.3 мс и спин-спиновой T2 = 59 мкс релаксаций NV- центров со сверхузкими линиями поглощения (450 кГц), позволяют высокоселективно возбуждать резонансные переходы между подуровнями (mI), обусловленными слабым сверхтонким взаимодействием (A ≈ 1 МГц) с ядрами 14N (I = 1), для квантового манипулирования электронной спиновой намагниченностью.

Об авторах

Ф. Ф Мурзаханов

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: murzakhanov.fadis@yandex.ru
Казань, Россия

М. А Садовникова

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Г. В Мамин

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Д. В Шуртакова

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Е. Н Мохов

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

М. Р Гафуров

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

Список литературы

  1. V. M. Acosta, E. Bauch, M. P. Ledbetter, A. Waxman, L.-S. Bouchard, and D. Budker, Phys. Rev. Lett. 104, 070801 (2010); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.070801.
  2. C. E. Bradley, J. Randall, M. H. Abobeih, R. C. Berrevoets, M. J. Degen, M. A. Bakker, M. Markham, D. J. Twitchen, and T. H. Taminiau, Phys. Rev. X 9, 031045 (2019); https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.031045.
  3. J. F. Barry, J. M. Schloss, E. Bauch, M. J. Turner, C. A. Hart, L. M. Pham, and R. L. Walsworth, Rev. Mod. Phys. 92, 015004 (2020); https://doi.org/10.1103/RevModPhys.92.015004.
  4. M. W. Doherty, V. V. Struzhkin, D. A. Simpson, L. P. McGuinness, Y. Meng, A. Stacey, T. J. Karle, R. J. Hemley, N. B. Manson, L. C. L. Hollenberg, and S. Prawer, Phys. Rev. Lett. 112, 047601 (2014); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.047601.
  5. M. Xu, Y. R. Girish, K. P. Rakesh, P. Wu, H. M. Manukumar, S. M. Byrappa, Sh. M. Udayabhanu, and K. Byrappa, Mater. Today. Commum. 28, 102533 (2021); https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102533.
  6. R. A. Babunts, Yu. A. Uspenskaya, A. P. Bundakova, G. V. Mamin, A. N. Anisimov, and P. G. Baranov, JETP Lett. 116, 785 (2022); https://doi.org/10.1134/S002136402260241X.
  7. F. F. Murzakhanov, B. V. Yavkin, G. V. Mamin, S. B. Orlinskii, H. J. von Bardeleben, T. Biktagirov, U. Gerstmann, and V. A. Soltamov, Phys. Rev. B 103, 245203 (2021); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.103.245203.
  8. R. A. Babunts, Yu. A. Uspenskaya, A. P. Bundakova, G. V. Mamin, E. N. Mokhov, and P. G. Baranov, JETP Lett. 118, 629 (2023); https://doi.org/10.1134/S0021364023603135.
  9. P. Neumann, I. Jakobi, F. Dolde, C. Burk, R. Reuter, G. Waldherr, J. Honert, T. Wolf, A. Brunner, J. H. Shim, D. Suter, H. Sumiya, J. Isoya, and J. Wrachtrup, Nano Lett. 13, 2738 (2013); https://doi.org/10.1021/nl401216y.
  10. Yu. A. Vodakov, E. N. Mokhov, M. G. Ramm, and A. D. Roenkov, Krist. Tech. 14, 729 (1979); https://doi.org/10.1002/crat.19790140618.
  11. 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); https://doi.org/10.1038/s41467-019-09429-x.
  12. 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.
  13. S. Stoll and A. Schweiger, J. Magn. Reson. 178, 42 (2006); https://doi.org/10.1016/j.jmr.2005.08.013.
  14. Kh. Khazen, H. J. von Bardeleben, S. A. Zargaleh, J. L. Cantin, M. Zhao, W. Gao, T. Biktagirov, and U. Gerstmann, Phys. Rev. B 100, 205202 (2019); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.205202.
  15. P. Udvarhelyi, V. O. Shkolnikov, A. Gali, G. Burkard, and A. Palyi, Phys. Rev. B 98, 075201 (2018); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.075201.
  16. P. J. M. van Kan, E. van der Horst, E. J. Reijerse, P. J. M. van Bentum, and W. R. Hagen, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 94, 2975 (1998); https://doi.org/10.1039/A803058H.
  17. K. Park, M. A. Novotny, N. S. Dalal, S. Hill, and P. A. Rikvold, Phys. Rev. B 65, 014426 (2001); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.014426.
  18. И. Елисеев, Е. Единач, О. Казарова, А. Смирнов, ФТТ 65(6), 1031 (2023); https://doi.org/10.21883/FTT.2023.06.55661.74.
  19. J. Davidsson, V. Ivady, R. Armiento, T. Ohshima, N. T. Son, A. Gali, and I. A. Abrikosov, Appl. Phys. Lett. 114, 112107 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5083031.
  20. M. J. Graham, J. M. Zadrozny, M. Shiddiq, J. S. Anderson, M. S. Fataftah, S. Hill, and D. E. Freedman, J. Am. Chem. Soc. 136, 7623 (2014); https://doi.org/10.1021/ja5037397.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024