論文の概要: Near surface donor-acceptor pairs in hydrogenated homoepitaxial diamond nanolayers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.29492v1
• Date: Thu, 28 May 2026 07:18:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-30 02:45:55.932667
• Title: Near surface donor-acceptor pairs in hydrogenated homoepitaxial diamond nanolayers
• Title（参考訳）: 水素化ホモエピタキシャルダイヤモンドナノ層における近接表面ドナー-アクセプター対
• Authors: A. M. Romshin, A. P. Bolshakov, A. A. Zhivopistsev, A. V. Gritsienko, O. S. Kudryavtsev, P. A. Pivovarov, V. G. Ralchenko, I. I. Vlasov,
• Abstract要約: 吸着されたアクセプターはダイヤモンド中の置換窒素ドナーと光学活性ドナー-アクセプターペア(DAP)を形成する。 窒素富化HPHT基板と水素終端表面の間に、名目上未ドープCVD層を挿入することで、ドナーと受容体の分離をナノメートル精度で正確に調整することができる。 これらの結果は、ダイヤモンド中の水素誘起表面移動ドーピングの光学的相似性を示し、DAPベースの量子エミッタのための表面定義可能なナノメートル可変プラットフォームを構築した。
• 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: Hydrogen-terminated diamond is known for its p-type surface conductivity, which arises from a near-surface hole accumulation layer induced by adsorbed acceptor species. Here, we demonstrate that these surface acceptors also form optically active donor-acceptor pairs (DAP) with substitutional nitrogen donors in diamond. The insertion of a nominally undoped CVD interlayer between a nitrogen-rich HPHT substrate and a hydrogen-terminated surface enables the precise tuning of the donor-acceptor separation with nanometer precision. Radiative DAP recombination appears as bright, spectrally narrow lines whose intensity, energy, and decay dynamics depend systematically on interlayer thickness. Individual lines show single-photon statistics, while ensembles exhibit strong polarization anisotropy reflecting the planar donor-acceptor geometry. These findings reveal an optical counterpart of hydrogen-induced surface transfer doping in diamond and establish a surface-defined, nanometer-tunable platform for engineering DAP-based quantum emitters.
• Abstract（参考訳）: 水素終端ダイヤモンドはp型表面伝導性で知られており、これは吸着された受容体種によって誘導される表面近傍の孔の蓄積層から生じる。 ここでは, これらの表面受容体がダイヤモンド中の置換窒素供与体と光学活性ドナー受容体対(DAP)を形成することを示した。 窒素富化HPHT基板と水素終端表面の間に、名目上未ドープCVD層を挿入することで、ドナーと受容体の分離をナノメートル精度で正確に調整することができる。 放射性DAP再結合は、強度、エネルギー、崩壊ダイナミクスが層間厚さに体系的に依存する、明るく、スペクトル的に狭い線として現れる。 個々の線は単光子統計を示し、アンサンブルは平面ドナー・アクセプター幾何学を反映した強い偏光異方性を示す。 これらの結果は、ダイヤモンド中の水素誘起表面移動ドーピングの光学的相似性を示し、DAPベースの量子エミッタのための表面定義可能なナノメートル可変プラットフォームを構築した。

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