Ba$_2$CaWO$_{6-\delta}$单晶中自旋中心的引入

量子信息科学（QIS）的发展依赖于设计可行的量子比特（量子计算中最小单元）。创建量子比特的一种方法是向半导体或绝缘体中引入顺磁缺陷。这类量子比特已取得成果，例如金刚石中的氮空位中心、SiC中的双空位缺陷以及掺P的Si。这些材料在低核自旋环境中具有顺磁缺陷，以减少核自旋对电子自旋相干性的影响。本工作中，我们报道了Ba$_2$CaWO$_{6-\delta}$的单晶生长，以及由氧空位可控引入的W$^{5+}$自旋中心的相干特性。Ba$_2$CaWO$_{6-\delta}$（$\delta$ = 0）是一种B位有序双钙钛矿，具有温度依赖的八面体倾斜，其中氧空位产生W$^{5+}$（d$^1$）、$S = \frac{1}{2}, I$ = 0的中心。我们通过测量T = 5至150 K下的自旋-晶格（$T_1$）和自旋-自旋弛豫（$T_2$）时间对这些缺陷进行了表征。在T = 5 K时，$T_1$ = 310 ms、$T_2$ = 4 $\mu$s，确立了这些量子比特候选者的可行性。随着温度升高，$T_2$在T = 60 K前保持恒定，随后在T = 90 K时降至$T_2$ $\approx$ 1 $\mu$s，并大致保持恒定直至T = 150 K，展示了$T_2$随温度升高的显著稳定性。综上，这些结果表明双钙钛矿结构中的可控缺陷生成可产生用于量子应用的可行顺磁点中心，并拓展了QIS的潜在材料领域。