用于量子计算与传感应用的具有近表面量子发射体的碳化硅的稳健氮化铝钝化
材料科学
2026-03-02 v2
摘要
碳化硅（SiC）包含许多点缺陷，这些缺陷正被探索作为量子应用的单光子发射体。遗憾的是，当这些量子发射体被置于宿主半导体表面附近时，会失去其光稳定性。原则上，通过简单的吸附物（如氢或混合氢/羟基）对表面悬挂键进行均匀钝化，应能消除有害的表面效应。然而，原子和分子钝化方案的实用性受限于其缺乏长期的化学和/或热稳定性。在这项第一性原理研究中，我们使用氮化铝（AlN）在核壳纳米线模型中对 SiC 表面进行钝化。通过使用 SiC 中带负电的硅空位作为原理验证量子发射体，我们表明 AlN 钝化能有效将 SiC 表面态从带隙中移除，并恢复该缺陷的光学性质。我们还报道了在 SiC-AlN 界面处存在一种基于硅空位的缺陷，与 SiC 中其他已被充分研究的缺陷相比，该缺陷表现出独特的自旋和光学性质。
引用
@article{arxiv.2412.11873,
title = {Robust Aluminum Nitride Passivation of Silicon Carbide with Near-Surface Quantum Emitters for Quantum Computing and Sensing Applications},
author = {Cyrille Armel Sayou Ngomsi and Sai Krishna Narayanan and Pratibha Dev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.11873},
year = {2026}
}