論文の概要: Delta-Doped GeV$^-$ in diamond with isotope resolvable optical spectra
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.30375v1
- Date: Wed, 21 Oct 2026 19:36:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.119868
- Title: Delta-Doped GeV$^-$ in diamond with isotope resolvable optical spectra
- Title（参考訳）: 同位体可溶性光学スペクトルを持つダイヤモンド中のデルタドープGeV$^-$
- Abstract要約: ダイヤモンド中のグループIVカラーセンターは、量子ネットワークにとって有望なプラットフォームである。
マイクロ波プラズマ化学蒸着中のGeH$_4$の時間注入によるゲルマニウム空孔(GeV$-$)の10nm層への局在について報告する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.88402361847951
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Group IV color centers in diamond -- silicon, germanium, tin, and lead-vacancy centers -- are a promising platform for quantum networking. Typical Group-IV creation utilizes ion implantation during diamond growth that leaves the color centers with a broad depth distribution and damage-induced strain inhomogeneity. Deterministic placement and damage reduction in Group IV generation are essential for improving this platform. In this letter, we report on the localization of germanium-vacancy (GeV$^-$) to a $<$ 10 nm layer via the timed injection of GeH$_4$ during microwave plasma chemical vapor deposition. In this layer we have realized 17 ppm of Ge and a strain-free environment for the GeV$^-$. Subsequent electron irradiation and annealing have generated a sheet density of 0.12 GeV$^-$/$μ$m$^2$. The minimal damage from color center generation mitigates spectral inhomogeneity and allows spectral resolution of isotopic clusters, with the best cluster having an inhomogeneous distribution of 2.14 GHz and an average linewidth of $47 \pm 11$ MHz. Our study gives insight into formation dynamics of GeV$^-$ in delta-doped systems and estimates our vacancy to GeV$^-$ yield to be $\geq$ 90%, establishing an athermal nearest-neighbor formation model. We further characterized the spin $T_2^*$ and set a lower bound of 730 ns, limited by a paramagnetic defect.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド(シリコン、ゲルマニウム、スズ、鉛空洞)のIVグループカラーセンターは、量子ネットワークにとって有望なプラットフォームだ。
典型的なGroup-IV生成は、ダイヤモンド成長中のイオン注入を利用して、色中心に広い深さ分布と損傷によるひずみ不均一性を持たせる。
グループIV生成における決定論的配置と損傷低減は、このプラットフォームの改善に不可欠である。
本稿では,マイクロ波プラズマ化学蒸着中のGeH$_4$の時間注入によるゲルマニウム空孔(GeV$^-$)の10nm層への局在について報告する。
この層では、17 ppmのGeとGeV^-$のひずみのない環境を実現している。
その後の電子照射とアニールにより、0.12GeV$^-$/$μ$m$^2$のシート密度が生成される。
色中心生成による最小の損傷は、スペクトルの不均一性を緩和し、同位体クラスターのスペクトル分解を可能にし、最良のクラスターは2.14GHzで平均線幅は4,7 \pm 11$ MHzである。
本研究は, デルタドープ系におけるGeV$^-$の生成動態を考察し, 空孔率をGeV$^-$ yield から$\geq$ 90%と推定し, 熱水性近傍生成モデルを構築した。
さらに、スピン$T_2^*$を特徴付け、730 nsの低い境界を設定した。
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