CN 杂质作为硅中 T 中心的替代方案
材料科学
2026-02-12 v1
摘要
我们present了对硅中碳氮（CN）杂质复合物的第一性原理研究，作为T中心（（CCH））的等价能替代方案。后者已被用于量子信息科学，但其对氢的敏感性仍是个问题。我们提出的复合物无氢，从而消除了此问题。首先，我们证明CN复合物相对于分解为取代位和间隙缺陷是稳定的。接着我们证明，由于CN复合物与T中心等价能，其电子结构类似，因此可用于类似的应用。我们评估了几种低能配置的CN复合物，发现（CN）稳定且拥有最大的德布鲁斯-沃尔器因子。我们预测其零光子线（ZPL）为828 meV（位于电信S波段），辐射寿命为4.2 s，与T中心相当。由于存在束缚极化子，选择交换-相关函数泛 functional以及超胞尺寸对ZPL和态跃迁偶极矩的尺度化都需要特别审慎；我们严格论证了允许计算稀释极限下值的外推方案。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.00754,
title = {A CN complex as an alternative to the T center in Si},
author = {J. K. Nangoi and M. E. Turiansky and C. G. Van de Walle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.00754},
year = {2026}
}
备注
Submitted to Physical Review B