金刚石中 Si、Ge 和 Sn 空位缺陷的全电子第一性原理超精细耦合

Akib Karim; Harish H. Vallabhapurapu; Chris Adambukulam; Arne Laucht; Salvy P. Russo; Alberto Peruzzo

金刚石中 Si、Ge 和 Sn 空位缺陷的全电子第一性原理超精细耦合

介观与纳米尺度物理 2023-09-26 v1 量子物理

作者: Akib Karim , Harish H. Vallabhapurapu , Chris Adambukulam , Arne Laucht , Salvy P. Russo , Alberto Peruzzo

摘要

金刚石中的色心因其良好的光学性质和长自旋相干时间，成为众多量子应用的有吸引力的候选者。它们还能访问周围环境中超精细耦合核自旋的更长相干时间。尽管 NV 中心在实验和理论上都已被充分研究，但较新型中心（SiV、GeV 和 SnV）中的超精细耦合在很大程度上仍属未知。本文报道了金刚石中 SiV、GeV 和 SnV 缺陷超精细常数的首次全电子第一性原理计算，既包括各缺陷原子（ $^{29}$ Si、 $^{73}$ Ge、 $^{117}$ Sn、 $^{119}$ Sn），也包括周围的 $^{13}$ C 原子。此外，我们计算了 GeV 缺陷的核电四极矩。我们改变 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 交换关联泛函的 Hartree-Fock 混合参数，表明缺陷原子的超精细耦合对混合百分比具有线性依赖关系。我们计算了逆介电常数以预测第一性原理混合百分比。最终的超精细耦合预测值接近文献中可用的实验值。我们的结果将有助于指导未来针对这些缺陷的新型实验。

关键词

金刚石色心硅空位锗空位锡空位超精细耦合第一性原理计算核电四极矩

引用

@article{arxiv.2309.13913,
  title  = {All-electron $\mathrm{\textit{ab-initio}}$ hyperfine coupling of Si-, Ge- and Sn-vacancy defects in diamond},
  author = {Akib Karim and Harish H. Vallabhapurapu and Chris Adambukulam and Arne Laucht and Salvy P. Russo and Alberto Peruzzo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.13913},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 3 figures. Supplementary data (Tables S1-S12) in source

金刚石中 Si、Ge 和 Sn 空位缺陷的全电子第一性原理超精细耦合

摘要

关键词

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