論文の概要: Probing negative differential resistance in silicon with a P-I-N diode-integrated T center ensemble

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11888v1
• Date: Tue, 21 Jan 2025 04:54:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-22 14:21:48.554278
• Title: Probing negative differential resistance in silicon with a P-I-N diode-integrated T center ensemble
• Title（参考訳）: P-I-Nダイオード集積型T中心アンサンブルを用いたシリコンの負差抵抗の探索
• Authors: Aaron M. Day, Chaoshen Zhang, Chang Jin, Hanbin Song, Madison Sutula, Alp Sipahigil, Mihir K. Bhaskar, Evelyn L. Hu,
• Abstract要約: シリコンのTセンターは、スケーラブルな量子技術の候補として期待されている。 電気機器におけるT中心の最初の研究について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6775616141339018
• License:
• Abstract: The T center in silicon has recently emerged as a promising candidate for scalable quantum technologies, due to its telecommunications band optical transition and microwave addressable ground state spin. The immense promise of the T center is driven by its silicon host material; silicon is by far the most mature, manufacturable semiconductor material for integrated photonic and electronic devices. Here, we present the first study of T-centers in an electrical device. We study an ensemble of T centers coupled to a buried lateral P-I-N diode in silicon, observing the T-center's optical response to static and dynamic electric fields. We utilize the defect's optical response as a probe of device nonlinearity, observing a phase transition of the carrier density into a stable oscillatory regime characteristic of negative differential resistance. These findings provide fundamental insight into the physics of the T-center for improved quantum device performance and open a promising new direction for defect-based local quantum sensing in semiconductor devices.
• Abstract（参考訳）: シリコンのTセンターは、通信帯域の光遷移とマイクロ波アドレス可能な基底状態スピンのため、スケーラブルな量子技術の候補として最近登場した。 シリコンは、フォトニックと電子デバイスを統合するための最も成熟した製造可能な半導体材料である。 本稿では,電気機器におけるT中心の研究について紹介する。 シリコン中のP-I-Nダイオードに結合したT中心のアンサンブルについて検討し, 静電場および動電場に対するT中心の光学応答を観察した。 我々は、欠陥の光学応答をデバイス非線形性のプローブとして利用し、キャリア密度の位相遷移を負の微分抵抗特性の安定振動状態に観察する。 これらの発見は、T中心の物理に関する基本的な洞察を与え、量子デバイスの性能を改善し、半導体デバイスにおける欠陥ベースの局所量子センシングのための将来的な新しい方向を開く。

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