宽禁带半导体中供体-受主对用于量子技术应用的探究
量子物理
2024-01-31 v3 材料科学
摘要
我们提出一种量子科学平台，利用宽禁带半导体中供体-受主对（DAPs）之间的偶极-偶极耦合来实现固态中缺陷间光可控的长程相互作用。我们基于密度泛函理论（DFT）进行计算，研究金刚石和碳化硅（SiC）中由各种替代位点点缺陷形成的 DAPs 的电子结构与相互作用。我们确定了最稳定的电荷态，并使用约束 DFT 评估零声子线，将我们的结果与简单供体-受主对（DAP）模型的结果进行比较。我们表明基态与激发态之间的极化差异导致金刚石和 SiC 中若干 DAPs 具有异常大的电偶极矩。我们预测了所选替代原子的辐射寿命与光致发光谱，并表明尽管金刚石中的 B-N 对因其大的电子-声子耦合而难以控制，SiC 中的 DAPs，尤其是 Al-N 对，是实现长程光可控相互作用的合适候选者。
引用
@article{arxiv.2305.05791,
title = {Donor-Acceptor Pairs in Wide-Bandgap Semiconductors for Quantum Technology Applications},
author = {Anil Bilgin and Ian Hammock and Jeremy Estes and Yu Jin and Hannes Bernien and Alexander High and Giulia Galli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05791},
year = {2024}
}