氮-空位中心电荷循环的波长依赖性

宽带隙半导体中的光学活性自旋量子比特存在多种电荷态，但通常只有特定的电荷态才表现出理想的自旋或光子特性。理解不同电荷态之间如何发生相互转换，对于大多数寻求在量子传感和信息处理中应用此类缺陷的应用至关重要，同时也作为测试和验证缺陷电子结构模型的一种手段。在此，我们使用电荷敏感的共聚焦成像技术，研究了含有氮-空位（NV）中心、硅空位（SiV）中心和替代氮（N）的金刚石中光生载流子的波长依赖性。我们利用405-633 nm（1.96-3.06 eV）的光，研究了当光生电荷载流子被光致发光缺陷捕获时形成的独特电荷捕获图案的产生。我们观察到了单光子或双光子电离或复合过程占主导的不同区域，以及一个反斯托克斯介导的复合在红光下驱动微弱NV电荷循环的第三区域。然后，我们将红光诱导的电荷循环与由绿光和蓝光驱动的孤立单NV中心之间的快速电荷载流子传输进行了比较。本工作报道了NV中心新的光介导电荷循环过程，并对使用电荷转移识别非发光缺陷和光电检测的方案产生影响，在这些方案中，光电流的来源存在模糊性。