确定SiC中PL6色心：从头算筛选到竞争缺陷候选者的超精细验证
材料科学
2025-11-26 v2
摘要
4H-SiC中的PL6色心因其优异的室温自旋和光学性质而闻名，但其微观起源尚未解决。在本第一性原理研究中，我们系统地研究了潜在结构以阐明其本质。我们首先严格检验DV反位假说（一个双空位与一个碳反位C_Si配对），分析各种V_Si V_C + C_Si构型的能量、电子和自旋性质。在此框架下，两个C_3v对称的kk+C_Si复合体作为强候选者浮现。随后，在这些候选者、替代OV模型（具体为OV(hh)和OV(kk)，即一个氧取代碳同时伴随一个硅空位）与实验数据之间进行了关键的超精细相互作用特征比较。该分析表明OV(hh)结构更准确地再现了PL6的超精细特征。此外，对相关PL5色心所提出的OV(hk)模型的重新评估揭示了零场分裂参数E与实验结果的不一致性，暗示PL5和PL6可能具有不同的起源。这些发现提供了关键的理论见解，并推动了针对这些量子缺陷的有针对性的实验验证。
引用
@article{arxiv.2503.14170,
title = {Towards Identifying the PL6 Center in SiC: From First-Principles Screening to Hyperfine Validation of Competing Defect Candidates},
author = {Xin Zhao and Mingzhe Liu and Yu Chen and Qi Zhang and Chang-Kui Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.14170},
year = {2025}
}