$^{28}$Si-SOI 结构中砷施主的 Stark 位移与场电离

我们开发了一种适用于低温下工作的硅绝缘体 (SOI) 器件的高效背栅，并利用此类结构测量了同位素纯化$^{28}$Si-SOI 层中砷施主的二次超精细 Stark 位移参数。该背栅通过穿过 SOI 层的 MeV 离子注入在处理晶圆中形成金属电极来实现，使得能够在 SOI 层上施加高达$\sim$ 2 V/$\mu$m 的大范围均匀电场。利用该结构，我们测量了嵌入$^{28}$Si SOI 层中的砷施主的 Stark 位移参数，发现接触超精细 Stark 参数为$\eta_a=-1.9\pm0.2\times10^{-3} \mu$m$^2$/V$^2$。我们还通过电子自旋共振演示了 SOI 器件层中的电场驱动掺杂剂电离。