金刚石中飞秒激光产生弗伦克尔缺陷的微观过程
材料科学
2021-11-16 v1 量子物理
摘要
近年来，由于固态量子比特和传感器等新兴应用，在宽禁带材料中工程化单个原子缺陷已成为一个引人关注的领域。最简单的原子尺度缺陷是晶格空位，它常是更复杂缺陷（如金刚石中的氮-空位（NV）中心）的组成部分，因此理解空位的形成机制并实现其精密工程是值得追求的。我们呈现了一项关于金刚石中飞秒激光产生空位-间隙对（弗伦克尔缺陷）的理论与实验研究。该过程由一组耦合速率方程描述，涉及脉冲激光与材料的相互作用，以及脉冲期间及脉冲后电荷载流子的非平衡动力学。我们发现，通过束缚双激子复合在电子等离子体冷却时产生弗伦克尔缺陷的模型与实验数据吻合良好，再现了相对于激光脉冲能量的弗伦克尔缺陷产生的约 40 的有效非线性。
引用
@article{arxiv.2105.11894,
title = {Microscopic processes during ultra-fast laser generation of Frenkel defects in diamond},
author = {Benjamin Griffiths and Andrew Kirkpatrick and Shannon S. Nicley and Rajesh L. Patel and Joanna M. Zajac and Gavin W. Morley and Martin J. Booth and Patrick S. Salter and Jason M. Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.11894},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 11 figures