論文の概要: Atomic structure analysis of PL5 in silicon carbide with single-spin spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.07558v1
• Date: Thu, 10 Apr 2025 08:39:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-11 12:24:18.135195
• Title: Atomic structure analysis of PL5 in silicon carbide with single-spin spectroscopy
• Title（参考訳）: 単一スピン分光法による炭化ケイ素中のPL5の原子構造解析
• Authors: Yu Chen, Qi Zhang, Mingzhe Liu, Jinpeng Liu, Jingyang Zhou, Pei Yu, Shaochun Lin, Yuanhong Teng, Wancheng Yu, Ya Wang, Changkui Duan, Fazhan Shi, Jiangfeng Du,
• Abstract要約: 4H多型ケイ素炭化ケイ素(4H-SiC)における希薄(VV)スピン欠陥は、量子情報処理と量子センシングの候補として浮上している。 本研究では, PL5-6と積層断層の相関画像化を行い, PL5-6が積層断層と関係がないことを示す。 PL5の構造解像度は、制御可能な製造に向けての第一歩として始まり、様々な用途への道を開いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.366298132422232
• License:
• Abstract: Divacancy (VV) spin defects in 4H polytype of silicon carbide (4H-SiC) are emerging candidates for quantum information processing and quantum sensing. Among these defects, PL5 and PL6 stand out due to their superior charge stability and optically detected magnetic resonance (ODMR) properties at room temperature. However, their atomic structures remain unresolved, with ongoing controversy regarding their potential association with stacking faults. Previous measurements relying on spin ensemble detection are insufficient to draw definitive conclusions. In this study, we conduct correlative imaging of stacking faults and PL5-6 at single-defect level, conclusively demonstrating that PL5-6 are not associated with stacking faults. Further investigation of PL5 through single-spin ODMR spectroscopy allows us to determine its six spatial orientations, as well as to measure the orientation of its transverse anisotropy spin splitting (E) and the statistical distribution of hyperfine splitting. These results and ab initio calculations suggest that PL5 should be VsiVc(hk) divacancy coupled with a nearby antisite atom (VVA). The structure resolution of PL5 starts the first step toward its controllable fabrication, paving the way for various applications.
• Abstract（参考訳）: 4H多型ケイ素炭化ケイ素(4H-SiC)における希薄(VV)スピン欠陥は、量子情報処理と量子センシングの候補として浮上している。 これらの欠陥の中で、PL5とPL6は室温での電荷安定性と光検出磁気共鳴(ODMR)特性により際立っている。 しかし、それらの原子構造は未解決のままであり、積み重なった断層との潜在的な関連について議論が続いている。 スピンアンサンブル検出による以前の測定では、決定的な結論を導くには不十分である。 本研究では, PL5-6と積層断層の相関画像化を行い, PL5-6が積層断層と関係がないことを示す。 単スピンODMR分光法によるPL5のさらなる研究により、その6つの空間配向を決定できるとともに、その横異方性スピンスプリッティング(E)の配向と超微細スプリッティングの統計的分布を測定することができる。 これらの結果は、PL5がVsiVc(hk)希釈と近傍のアンチサイト原子(VVA)を併用すべきであることを示唆している。 PL5の構造解像度は、制御可能な製造に向けての第一歩として始まり、様々な用途への道を開いた。

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