論文の概要: First principles study of the T-center in Silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.04149v2
- Date: Wed, 30 Mar 2022 20:32:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-26 08:55:24.372883
- Title: First principles study of the T-center in Silicon
- Title（参考訳）: シリコンのT中心に関する第一原理研究
- Authors: Diana Dhaliah, Yihuang Xiong, Alp Sipahigil, Sin\'ead M. Griffin,
Geoffroy Hautier
- Abstract要約: 励起状態は、電子が占有する局所的欠陥状態からなる欠陥束縛励起子によって形成される。
欠陥バウンドエキシトンに対する放射寿命は、$mu$sの順序で計算される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The T-center in silicon is a well-known carbon-based color center that has
been recently considered for quantum technology applications. Using first
principles computations, we show that the excited state is formed by a
defect-bound exciton made of a localized defect state occupied by an electron
to which a hole is bound. The localized state is of strong carbon \textit{p}
character and reminiscent of the localization of the unpaired electron in the
ethyl radical molecule. The radiative lifetime for the defect-bound exciton is
calculated to be on the order of $\mu$s, much longer than other quantum defects
such as the NV center in diamond and in agreement with experiments. The longer
lifetime is associated with the small transition dipole moment as a result of
the very different nature of the localized and delocalized states forming the
defect-bound exciton. Finally, we use first principles calculations to assess
the stability of the T-center. We find the T-center to be stable against
decomposition into simpler defects when keeping the stoichiometry fixed.
However, we identify that the T-center is easily prone to (de)hydrogenation and
so requires very precise annealing conditions (temperature and atmosphere) to
be efficiently formed.
- Abstract（参考訳）: シリコンのt中心はよく知られた炭素ベースのカラーセンターであり、近年量子技術への応用が検討されている。
第一原理計算を用いて, ホールが結合する電子が占有する局所的欠陥状態からなる欠陥結合励起子によって励起状態が形成されることを示した。
局在状態は強い炭素 \textit{p} の性質を持ち、エチルラジカル分子中の未対電子の局在を思い出させる。
欠陥バウンド励起子の放射寿命は、ダイヤモンド中のNV中心のような他の量子欠陥よりもはるかに長い$\mu$sの順序で計算され、実験と一致している。
長寿命は、欠陥結合励起子を形成する局所状態と非局在状態の全く異なる性質の結果、小さな遷移双極子モーメントと関連付けられる。
最後に、第1原理計算を用いてT中心の安定性を評価する。
我々は,T中心が化学量論を固定する際の単純な欠陥への分解に対して安定であることを見出した。
しかし, t中心が(デ)水素化に容易なため, 効率的に形成するには非常に精密な焼鈍条件(温度と雰囲気)が必要であることが判明した。
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