碳化硅量子光电器件中单个硅空位电荷态的调控
介观与纳米尺度物理
2019-09-25 v2 材料科学
量子物理
摘要
具有长寿命自旋的色心是量子传感与量子信息应用的成熟平台。色心存在于不同的电荷态，每种电荷态具有独特的光学与自旋性质。量子技术的应用需要针对每个特定任务访问并稳定电荷态的能力。在此，我们研究碳化硅中单个硅空位的电荷态调控，该系统近来展现出长自旋相干时间与超稳定自旋选择性光学跃迁的独特组合。特别地，我们展示了在集成碳化硅光电设备中通过施加于色心的偏置实现电荷态切换。我们表明，由器件中的掺杂分布与其他缺陷分布所定义的电子环境对电荷态控制起着关键作用。我们的实验结果与数值建模证明，在某些条件下，对这些复杂相互作用的控制可增强光子发射率。这些发现为量子技术中自旋活性色心电荷态的确定性控制开辟了道路，并为监测微观器件中的掺杂分布与电压传感提供了新技术。
引用
@article{arxiv.1906.05964,
title = {Electrical charge state manipulation of single silicon vacancies in a silicon carbide quantum optoelectronic device},
author = {Matthias Widmann and Matthias Niethammer and Dmitry Yu. Fedyanin and Igor A. Khramtsov and Torsten Rendler and Ian D. Booker and Jawad Ul Hassan and Naoya Morioka and Yu-Chen Chen and Ivan G. Ivanov and Nguyen Tien Son and Takeshi Ohshima and Michel Bockstedte and Adam Gali and Cristian Bonato and Sang-Yun Lee and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.05964},
year = {2019}
}