通过光子离子辐照形成Si基体系中的C中心
材料科学
2025-10-15 v1
摘要
原子尺度的晶体缺陷在Si中是量子光源，具有引人入胜的与现有光子技术集成潜力。然而，对于实现长距离量子通信和信息的近红外色中心的受控创建仍存在挑战。本文利用光子离子（如H+和He+）在晶体Si矩阵中轻柔地生成量子发射器。温度依赖的光致发光测量表明，存在光学活性缺陷，其荧光匹配主导通信窗口around 1550 nm。此外，时域解析研究揭示了μs量级的长寿命激子态，从而确认了间错氧化碳复合物（称为C中心）的形成。最后，我们探索了受控离子辐照策略，以在Ge-on-Si异质结构中无缝生成C中心，这些结构为未来实现集成量子光子学提供了先进的技术平台。该分析以实际色中心合成和表征性实验为依据，指出了前景广阔且具有成本效益的策略，以推动新兴的基于光子的量子技术领域的发展。
引用
@article{arxiv.2510.12690,
title = {Formation of C-centers in Si-based systems by light ion irradiation},
author = {Carolina Crosta and Riccardo Nardin and Patrick Daoust and Stefano Achilli and Ian Colombo and Matteo Campostrini and Emiliano Bonera and Jacopo Pedrini and Oussama Moutanabbir and Valentino Rigato and Fabio Pezzoli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.12690},
year = {2025}
}