論文の概要: Quantum Noise Spectroscopy of Nanoscale Charge Defects in Silicon Carbide at Room Temperature

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22521v1
• Date: Sat, 27 Dec 2025 08:40:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.094899
• Title: Quantum Noise Spectroscopy of Nanoscale Charge Defects in Silicon Carbide at Room Temperature
• Title（参考訳）: 炭化ケイ素中のナノスケール電荷欠陥の室温における量子ノイズ分光
• Authors: Jinpeng Liu, Yuanhong Teng, Yu Chen, Yixuan Wang, Chihang Luo, Jun Yin, Hao Li, Lixing You, Ya Wang, Qi Zhang, Fazhan Shi,
• Abstract要約: 室温での商用半導体における単電荷トンネル力学の最初の実時間ナノスケール観察を報告する。 我々は、MHz-GHzノイズを探索し、T1緩和分光法によりその起源を同定し、SiCの電荷欠陥の初めてのナノスケール電子常磁性共鳴(EPR)分光指紋を得る。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.992436447163225
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The nanoscale charge environment critically influences semiconductor physics and device performance. While conventional bulk characterization techniques provide volume-averaged defect properties, they lack the spatial resolution to resolve nanoscale charge heterogeneity and identify microscopic noise sources. Here, we utilize single PL5 centers in 4H-SiC as room-temperature broadband quantum sensors to fill in the gap. We report the first real-time, nanoscale observation of singlecharge tunneling dynamics in a commercial semiconductor at room temperature, by monitoring the random telegraph noise using optically detected magnetic resonance (ODMR). This capability enables an electrical noise imaging technique, showing distinct noise variations across different wafer substrates. By employing dynamical decoupling, we extend noise spectroscopy from near-DC to MHz frequencies, uncovering significant noise spectral density correlations across frequency bands. Finally, we probe MHz-GHz noise and identify its origin via T1 relaxation spectroscopy, obtaining the first nanoscale electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopic fingerprint of charge defects in SiC. These techniques open avenues for characterizing noise environments in semiconductor devices, providing critical insights for optimizing SiC fabrication processes, defect control, and advancing quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ナノスケールの電荷環境は、半導体物理学とデバイス性能に重大な影響を及ぼす。 従来のバルクキャラクタリゼーション技術は、体積平均欠陥特性を提供するが、ナノスケールの電荷の不均一性を解消し、微視的なノイズ源を特定するための空間分解能は欠如している。 ここでは,4H-SiCの単一PL5センターを室温広帯域量子センサとして利用し,そのギャップを埋める。 光検出磁気共鳴(ODMR)を用いたランダムな電信ノイズのモニタリングにより、室温での商用半導体における単電荷トンネル力学の最初のリアルタイムナノスケール観察を報告する。 この機能は、異なるウエハ基板間で異なるノイズ変化を示す電気ノイズイメージング技術を可能にする。 ダイナミックデカップリングを用いることで、近DCからMHzの周波数まで雑音スペクトルを拡張し、周波数帯域間の有意な雑音スペクトル密度相関を明らかにする。 最後に、MHz-GHzノイズを探索し、T1緩和分光法によりその起源を同定し、SiCの電荷欠陥の初めてのナノスケール電子常磁性共鳴(EPR)分光指紋を得る。 これらの技術は半導体デバイスのノイズ環境を特徴付けるための道を開き、SiC製造プロセスの最適化、欠陥制御、量子技術の進歩に重要な洞察を与える。

関連論文リスト

• Deterministic single-photon source with on-chip 5.6 GHz acoustic clock [59.38889796913807]
  数GHzの周波数で誘導される動的パーセル効果を用いた量子ドット(QD)単一光子放射のトリガを音響ひずみにより実証する。 InAs QDは光子-フォノンパターンのハイブリッドマイクロキャビティに統合される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-26T20:43:00Z)
• Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
  六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。 我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。 我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z)
• Fundamental charge noise in electro-optic photonic integrated circuits [4.761541833383986]
  突発的に帯電するキャリア密度変動は、最近出現した電子光学フォトニック集積回路において、新しいノイズ過程を引き起こすことを示す。 ポッケルス集積フォトニクスの基本的な限界として、電気的ジョンソン・ニキストノイズを確立した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-29T16:02:42Z)
• Stabilizing and improving qubit coherence by engineering noise spectrum of two-level systems [52.77024349608834]
  超伝導回路は量子コンピューティングの主要なプラットフォームである。 アモルファス酸化物層内の電荷変動器は、低周波1/f$の電荷ノイズと高周波誘電損失の両方に寄与する。 本稿では,TLS雑音スペクトル密度の工学的手法により,有害な影響を軽減することを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-21T18:37:38Z)
• Engineering nanoscale hypersonic phonon transport [0.0]
  熱振動は、多くの物理過程の量子レベルでのノイズとデフォーカスの源である。 これらの振動を避けるための1つの戦略は、音速ストップバンドを持つ固体を構築することである。 ここでは,広帯域窓面上の室温における機械的振動の完全欠如を実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-02-04T14:50:20Z)
• Frequency fluctuations of ferromagnetic resonances at milliKelvin temperatures [50.591267188664666]
  ノイズはデバイスの性能、特に量子コヒーレント回路に有害である。 最近の研究は、超伝導量子ビットへの単一のマグノンをベースとした量子技術にマグノンシステムを活用するためのルートを実証している。 時間的挙動を研究することは、基礎となるノイズ源を特定するのに役立つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-14T08:00:37Z)
• Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators [61.035185179008224]
  超伝導量子回路は、主要な量子コンピューティングプラットフォームの一つである。 超伝導量子コンピューティングを実用上重要な点に進めるためには、デコヒーレンスに繋がる物質不完全性を特定し、対処することが重要である。 ここでは、テラヘルツ走査近接場光学顕微鏡を用いて、シリコン上の湿式エッチングアルミニウム共振器の局所誘電特性とキャリア濃度を調査する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-24T11:06:34Z)
• Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
  トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。