論文の概要: Identification of defects and the origins of surface noise on hydrogen-terminated (100) diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.19140v1
- Date: Wed, 29 May 2024 14:47:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-30 16:51:10.468055
- Title: Identification of defects and the origins of surface noise on hydrogen-terminated (100) diamond
- Title（参考訳）: 水素終端(100)ダイヤモンドの表面ノイズの発生源と欠陥の同定
- Authors: Yi-Ying Sung, Lachlan Oberg, Rebecca Griffin, Alex K. Schenk, Henry Chandler, Santiago Corujeira Gallo, Alastair Stacey, Tetiana Sergeieva, Marcus W. Doherty, Cedric Weber, Christopher I. Pakes,
- Abstract要約: 表面欠陥は量子技術の設計と性能において重要な役割を果たす。
表面処理プロトコルは、所望の欠陥の生成を制御し、不要な欠陥を取り除くことができる。
この研究は、走査型トンネル顕微鏡(STM)イメージングと第一原理シミュレーションを組み合わせて、化学気相沈着法(CVD)を用いて作製したH:C(100)-2x1表面上のいくつかの表面欠陥を同定する。
これらの欠陥の原子構造が解明され、磁気ノイズと電荷トラップの顕微鏡的起源が決定される。
- 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: Near-surface nitrogen-vacancy centres are critical to many diamond-based quantum technologies such as information processors and nanosensors. Surface defects play an important role in the design and performance of these devices. The targeted creation of defects is central to proposed bottom-up approaches to nanofabrication of quantum diamond processors, and uncontrolled surface defects may generate noise and charge trapping which degrade shallow NV device performance. Surface preparation protocols may be able to control the production of desired defects and eliminate unwanted defects, but only if their atomic structure can first be conclusively identified. This work uses a combination of scanning tunnelling microscopy (STM) imaging and first-principles simulations to identify several surface defects on H:C(100)-2x1 surfaces prepared using chemical vapour deposition (CVD). The atomic structure of these defects is elucidated, from which the microscopic origins of magnetic noise and charge trapping is determined based on modelling of their paramagnetic properties and acceptor states. Rudimentary control of these deleterious properties is demonstrated through STM tip-induced manipulation of the defect structure. Furthermore, the results validate accepted models for CVD diamond growth by identifying key adsorbates responsible for nucleation of new layers.
- Abstract（参考訳）: 準表面の窒素空孔中心は、情報プロセッサやナノセンサーなどの多くのダイヤモンドベースの量子技術にとって重要である。
表面欠陥は、これらのデバイスの設計と性能において重要な役割を果たす。
量子ダイヤモンドプロセッサのナノファブリケーションへのボトムアップアプローチの中心であり、制御されていない表面欠陥は、浅いNVデバイスの性能を低下させるノイズや電荷トラップを生成する可能性がある。
表面調製プロトコルは、望まれる欠陥の生成を制御し、不要な欠陥を取り除くことができるが、まず原子構造が決定的に特定できる場合に限られる。
この研究は、走査型トンネル顕微鏡(STM)イメージングと第一原理シミュレーションを組み合わせて、化学気相沈着(CVD)を用いて作製されたH:C(100)-2x1表面上のいくつかの表面欠陥を同定する。
これらの欠陥の原子構造は解明され、磁気ノイズと電荷トラップの微視的起源は、それらの常磁性特性とアクセプター状態のモデル化に基づいて決定される。
STMチップによる欠陥構造の操作により,これらの有害な特性の初歩的な制御が実証された。
さらに, CVDダイヤモンド成長モデルとして, 新しい層を核生成する鍵吸着剤を同定し, CVDダイヤモンド成長モデルの有効性を検証した。
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