锗中低剂量注入镓的热激活

锗中低剂量注入的镓原子的核自旋是基于固态量子比特的有趣候选者。迄今为止，对锗中注入镓的激活研究集中于高剂量情况。本文将激活研究扩展到低剂量区间。我们使用扩展电阻剖面法和二次离子质谱法，推导了注入锗中的镓离子的电激活随快速热退火温度和注入剂量的变化关系。我们表明，对于我们的注入条件，在400至650 $^\circ$C的退火温度下激活最佳，在最高注量下最大激活率为64%。低于400 $^\circ$C时，残留的注入损伤导致缺陷充当多余载流子；高于650 $^\circ$C时，观察到表面粗糙化和镓离子损失。随着注入注量从 $6\times10^{10}$ 增加到 $6\times10^{12}$ cm$^{-2}$，激活率从10%单调增加到64%。该结果为使用锗中低剂量镓原子作为核自旋量子比特的初步研究提供了热退火条件。