論文の概要: Single V2 defect in 4H Silicon Carbide Schottky diode at low temperature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.09021v1
- Date: Fri, 11 Oct 2024 17:37:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-10-30 20:26:51.500559
- Title: Single V2 defect in 4H Silicon Carbide Schottky diode at low temperature
- Title（参考訳）: 4H炭化ケイ素ショットキーダイオードの低温における単一V2欠陥
- Authors: Timo Steidl, Pierre Kuna, Erik Hesselmeier-Hüttmann, Di Liu, Rainer Stöhr, Wolfgang Knolle, Misagh Ghezellou, Jawad Ul-Hassan, Maximilian Schober, Michel Bockstedte, Adam Gali, Vadim Vorobyov, Jörg Wrachtrup,
- Abstract要約: 金属半導体(Au/Ti/4H-SiC)エピタキシャルウエハデバイスにおける単一シリコン空孔色中心の挙動について検討した。
我々の研究は、量子応用のための光学マイクロ構造を持つショットキーデバイスの低温統合の最初の実演である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2760250066401975
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Nanoelectrical and photonic integration of quantum optical components is crucial for scalable solid-state quantum technologies. Silicon carbide stands out as a material with mature quantum defects and a wide variety of applications in semiconductor industry. Here, we study the behaviour of single silicon vacancy (V2) colour centres in a metal-semiconductor (Au/Ti/4H-SiC) epitaxial wafer device, operating in a Schottky diode configuration. We explore the depletion of free carriers in the vicinity of the defect, as well as electrical tuning of the defect optical transition lines. By detecting single charge traps, we investigate their impact on V2 optical line width. Additionally, we investigate the charge-photon-dynamics of the V2 centre and find its dominating photon-ionisation processes characteristic rate and wavelength dependence. Finally, we probe the spin coherence properties of the V2 system in the junction and demonstrate several key protocols for quantum network applications. Our work shows the first demonstration of low temperature integration of a Schottky device with optical microstructures for quantum applications and paves the way towards fundamentally scalable and reproducible optical spin defect centres in solids.
- Abstract（参考訳）: 量子光学部品のナノ・フォトニック結合は、スケーラブルな固体量子技術にとって不可欠である。
炭化ケイ素は、成熟した量子欠陥を持つ材料であり、半導体産業において様々な用途がある。
そこで本研究では、金属半導体(Au/Ti/4H-SiC)エピタキシャルウエハ装置における単一シリコン空孔(V2)色中心の挙動をショットキーダイオード構成で解析する。
欠陥近傍における自由キャリアの劣化と欠陥光遷移線の電気的チューニングについて検討する。
単一電荷トラップを検出することにより、V2光線幅への影響を調べる。
さらに、V2中心の電荷-光子-力学を研究し、その支配的な光子-イオン化過程の特徴速度と波長依存性を見出した。
最後に, 接合部におけるV2系のスピンコヒーレンス特性を探索し, 量子ネットワークアプリケーションのためのいくつかの重要なプロトコルを実証する。
我々の研究は、量子応用のための光学マイクロ構造を持つショットキーデバイスの低温統合の最初のデモンストレーションを示し、固体中の基本的にスケーラブルで再現可能な光スピン欠陥センターへの道を開いた。
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