ダイヤモンド・SiC中のカラーセンター; アンサンブル測定から単一欠陥測定へ

Color centers in diamond and SiC; From ensemble to single-defect measurements

磯谷 順一*; 寺地 徳之*; 山本 卓*; 谷口 尚*; 渡邊 賢司*; 小泉 聡*; 小野田 忍; 阿部 浩之; 大島 武; 梅田 享英*; 角谷 均*

Isoya, Junichi*; Teraji, Tokuyuki*; Yamamoto, Takashi*; Taniguchi, Takashi*; Watanabe, Kenji*; Koizumi, Satoshi*; Onoda, Shinobu; Abe, Hiroshi; Oshima, Takeshi; Umeda, Takahide*; Sumiya, Hitoshi*

炭化ケイ素(SiC)やダイヤモンドはパワー半導体素子としてだけでなく、単一欠陥を利用した量子ビットとしての応用も期待されている。本講演では、SiC及びダイヤモンド中の欠陥についてレビューする。特に、SiCに比べて量子ビット応用が進んでいるダイヤモンドについては、光検出磁気共鳴(ODMR)やフォトルミネッセンス(PL)測定から得られた最近の結果について述べる。ダイヤモンド中の窒素-空孔(NV)センターは、たった1個しかなくてもODMRやPLによって検出することが可能である。この特徴を活かして、本研究では、極低温下において光の波長を変えながらPLを測定し、NVセンター周囲の結晶格子の歪みを検出することに成功した。また、ODMRによってダイヤモンド中のNVとNVを区別して測定し、イオン注入によって形成されたNVセンターの生成収率を得ることにも成功した。以上のように、単一のNVセンターを検出できる特徴を利用し、ダイヤモンド結晶格子の状態を観察できることを示した。

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