共振激发下 4H-SiC 堆垛层错附近鲁棒的单双空位缺陷
量子物理
2024-02-21 v1
摘要
碳化硅 (SiC) 中的色心已展现出用于量子信息处理的巨大前景。然而，光操纵过程中发生的不良电离过程经常导致这些缺陷的电荷态和性能波动，从而限制了自旋 - 光子界面的有效性。最近的预测表明，堆垛层错附近的双空位缺陷具有稳定其中性电荷态的能力，从而提供针对光电离效应的鲁棒性。在这项工作中，我们提出了一种使用高分辨率聚焦氦离子束在 4H-SiC 中可扩展且靶向制造单双空位阵列的综合方案。通过光致发光发射 (PLE) 实验，我们证明了堆垛层错内的单 c 轴双空位具有长期的发射稳定性，线宽偏移极小（3 小时内约 50 MHz）。通过测量不同多型双空位的电离率，我们发现堆垛层错内的双空位对共振激发更具鲁棒性。此外，角度分辨 PLE 光谱揭示了它们具有相互正交偏振的两条共振跃迁线。值得注意的是，与通过碳离子注入产生的双空位相比，PLE 线宽窄约 7 倍，自旋相干时间长 6 倍。这些发现突显了 SiC 双空位在片上量子光子学和构建高效自旋到光子界面方面的巨大潜力，标志着量子技术发展的重要一步。
引用
@article{arxiv.2402.12999,
title = {Robust single divacancy defects near stacking faults in 4H-SiC under resonant excitation},
author = {Zhen-Xuan He and Ji-Yang Zhou and Wu-Xi Lin and Qiang Li and Rui-Jian Liang and Jun-Feng Wang and Xiao-Lei Wen and Zhi-He Hao and Wei Liu and Shuo Ren and Hao Li and Li-Xing You and Jian-Shun Tang and Jin-Shi Xu and Chuan-Feng Li and Guang-Can Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12999},
year = {2024}
}
备注
11 pages, 4 figures