Temperaturnaya stabil'nost' spinovykh defektov v 6H-SiC na osnove dannykh fotolyuminestsentsii i elektronnogo paramagnitnogo rezonansa

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Методами высокочастотного электронного парамагнитного резонанса и люминесцентного анализа изучены спиновые и оптические свойства двух основных типов спиновых дефектов (NV-центров и дивакансий) в изотопно-очищенном кристалле 6H-28SiC в зависимости от температуры образца. Установлено, что с повышением температуры кристалла от 40 до 140 К отношение интенсивностей сигналов электронного парамагнитного резонанса от дивакансий к сигналам от NV-дефектов монотонно уменьшается, а при температурах выше 140 К сигналы от дивакансий перестают наблюдаться. Анализ оптических характеристик дефектов при изменении температуры кристалла с определением величин энергии активации показал, что все типы центров окраски, вне зависимости от позиции в кристаллической решетке и типа симметрии (С1h и C3v), обладают механизмом теплового тушения люминесценции. Полученные результаты указывают на возможность совместного размещения электронных кубитов на основе NV-центров и дивакансий в пределах одной матрицы карбида кремния, с последующей реализацией селективной инициализации, обработки (эволюции) и считывания состояния определенного одиночного центра.

About the authors

Yu. E Ermakova

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: yliyaermakova@gym5cheb.ru
Казань, Россия

I. N Gracheva

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

F. F Murzakhanov

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

A. N Smirnov

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

I. A Eliseev

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

O. P Kazarova

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

С.-Петербург, Россия

G. V Mamin

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

M. R Gafurov

Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет

Казань, Россия

References

  1. D. D. Awschalom, R. Hanson, J. Wrachtrup, and B. B. Zhou, Nat. Photonics 12, 516 (2018).
  2. J.-F. Wang, F.-F. Yan, Q. Li, Zh.-H. Liu, H. Liu, G.-P. Guo, L.-P. Guo, X. Zhou, J.-M. Cui, and J. Wang, Phys. Rev. Lett. 124, 223601 (2020).
  3. M. Ruhl, C. Ott, S. Gotzinger, M. Krieger, and H. B. Weber, Appl. Phys. Lett. 113, 122102 (2018).
  4. K. Khazen, H. J. von Bardeleben, S. A. Zargaleh, J. L. Cantin, M. Zhao, W. Gao, T. Biktagirov, and U. Gerstmann, Phys. Rev. B 100(20), 205202 (2019).
  5. E. L. Ousdal, M. E. Bathen, A. Galeckas, A. Kuznetsov, and L. Vines, J. Appl. Phys. 135, 225701 (2024); https://doi.org/10.1063/5.0205832.
  6. D. Shafizadeh, J. Davidsson, T. Ohshima, I. G. Ivanov, I. A. Abrikosov, and N. T. Son, Phys. Rev. B 109, 235203 (2024); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.235203.
  7. J. Davidsson, V. Ivady, R. Armiento, T. Ohshima, N. T. Son, A. Gali, and I. A. Abrikosov, Appl. Phys. Lett. 114(11), 5 (2019); https://doi.org/10.1063/1.5083031.
  8. I. D. Breev, Z. Shang, A. V. Poshakinskiy, H. Singh, R. A. Babunts, P. G. Baranov, D. Suter, Y. Berenc´en, S. A. Tarasenko, G. V. Astakhov, M. Hollenbach, S. S. Nagalyuk, E. N. Mokhov, and A. N. Anisimov, npj Quantum Inf. 8(1), 23, 9 (2022); https://doi.org/10.1038/s41534-022-00534-2.
  9. H. Singh, A. N. Anisimov, P. G. Baranov, and D. Suter, arXiv preprint arXiv:2212.10256 (2022).
  10. A. Meijerink, G. Blasse, and M. Glasbeek, J. Phys. Condens. Matter. 2(29), 6303 (1990).
  11. V. A. Nikitenko, J. Appl. Spectrosc. 57(5), 783 (1992).
  12. Yu. A. Vodakov, E. N. Mokhov, M. G. Ramm, and A. D. Roenkov, Krist. Tech. 14, 729 (1979).
  13. V. A. Soltamov, C. Kasper, A. V. Poshakinskiy, A. N. Anisimov, E. N. Mokhov, A. Sperlich, S. A. Tarasenko, P. G. Baranov, G. V. Astakhov, and V. Dyakonov, Nat. Commun. 10, 1678 (2019).
  14. H. J. von Bardeleben, J. L. Cantin, A. Csore, A. Gali, E. Rauls, and U. Gerstmann, Phys. Rev. B 94, 121202 (2016); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.121202.
  15. L. Forss and M. Schubnell, Appl. Phys. B 56, 363 (1993).
  16. J. E`. Krustok, H. Collana, and K. Hjelt, J. Appl. Phys. 81, 3 (1997); https://doi.org/10.1063/1.363903.
  17. A. B. M. A. Ashrafi, N. T. Binh, and B. P. Zhang, Y. Segawa, J. Appl. Phys. 95, 12 (2004); https://doi.org/10.1063/1.1649451.
  18. A. J. van Bunningen, A. D. Sontakke, R. van der Vliet, V. G. Spit, and A. Meijerink, Adv. Opt. Mater. 11, 2202794 (2023); https://doi.org/10.1002/adom.202202794.
  19. M. A. Reshchikov, N. M. Albarakati, M. Monavarian, V. Avrutin, and H. Morkoc, J. Appl. Phys. 123, 161520 (2018); doi: 10.1063/1.4995275.
  20. A. F. Zatsepin, E. A. Buntov, and A. L. Ageev, J. Lumin. 130(10), 1721 (2010).
  21. И. Н. Огородников, М. Д. Петренко, В. Ю. Иванов, ФТТ 60(1), 132 (2018); https://doi.org/10.21883/FTT.2018.01.45300.171.
  22. В. И. Корепанов, Импульсный люминесцентный анализ: учебное пособие, Изд-во Томского политех- нического университета, Томск (2008), 131 с.
  23. В. А. Пустоваров, Люминесценция и релаксационные процессы в диэлектриках, Учебное пособие, Изд-во УрФУ, Екатеринбург (2015), 113 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences