3C、4H 和 6H SiC 中 NV 中心的表征与形成：一项第一性原理研究
材料科学
2017-10-10 v3
摘要
固体中的荧光顺磁缺陷近年来已成为量子信息处理中有吸引力的系统。主要的竞争者之一是金刚石中带负电的氮空位缺陷（可见发光），但在技术成熟的宿主中寻找替代方案是该领域许多应用的迫切需求。最近发现，碳化硅（SiC）的各种多型体（标准半导体，具有晶圆级技术）可以容纳氮空位缺陷（NV），其可作为在近红外区域发光的替代量子比特候选者。然而，与金刚石中的对应缺陷相比，对此缺陷知之甚少。多型体内的不等价位点和多型体变化提供了一系列 NV 缺陷。然而，对这些构型的磁光性质认识不足。在此，我们进行密度泛函理论计算，以表征 SiC 最常见多型体（包括 3C、4H 和 6H）中 NV 缺陷的众多形式，并且我们还提供了 4H SiC 中的新实验数据。我们的计算有助于识别 SiC 多型体中的单个 NV 量子比特。此外，我们讨论了 SiC 中 NV 缺陷的形成，提供了 SiC 中 NV 缺陷的详细电离能，揭示了在 SiC 中电离该量子比特的关键光激发能。我们的计算阐明了在 SiC 中生产具有所需自旋浴的 NV 缺陷的挑战。
引用
@article{arxiv.1705.06229,
title = {Characterization and formation of NV centers in 3C, 4H and 6H SiC: an \emph{ab initio} study},
author = {A. Csóré and H. J. von Bardeleben and J. L. Cantin and A. Gali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.06229},
year = {2017}
}
备注
11 pages, 10 figures