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論文

Isolated electron spins in silicon carbide with millisecond coherence times

Christle, D.*; Falk, A.*; Andrich, A.*; Klimov, P.*; Hassan, J.*; Son, N. T.*; Janz$'e$n, E.*; 大島 武; Awschalom, D.*

Nature Materials, 14(2), p.160 - 163, 2015/02

 被引用回数:244 パーセンタイル:99.22(Chemistry, Physical)

Carbon vacancy - silicon vacancy pair (V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$) in silicon carbide (SiC) is regarded as a promising candidate for a qubit for quantum computing since V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$ is thought to have electronic states with sharp optical and spin transitions. However, single spin operation using V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$ has not yet been succeeded although it was revealed that V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$ shows the characteristics as a single photon source (SPS). In this study, we studied spin properties of V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$ created in SiC by 2 MeV-electron irradiation. First, we found V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$ in SiC using a confocal microscope (CFM) and measured their optical detected magnet resonance (ODMR) at 20 K. Then, their spin coherence was measured from the standard two-pulse Hahn-echo sequence using ODMR. As a result, the spin coherence time exceeding 1 ms was obtained.

論文

Divacancy in 4H-SiC

Son, N. T.*; Carlsson, P.*; Hassan, J. ul*; Janz$'e$n, E.*; 梅田 享英*; 磯谷 順一*; Gali, A.*; Bockstedte, M.*; 森下 憲雄; 大島 武; et al.

Physical Review Letters, 96(5), p.055501_1 - 055501_4, 2006/02

 被引用回数:163 パーセンタイル:96.82(Physics, Multidisciplinary)

電子スピン共鳴(ESR)及びab initioスーパーセル計算を用いて炭化ケイ素(SiC)中の固有欠陥であるP6/P7センターの同定を行った。試料はn型及び高抵抗(SI)の六方晶SiC(4H-SiC)を用い、3MeVの電子線を室温又は850$$^{circ}$$Cで2$$times$$10$$^{18}$$, 1$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{2}$$照射し、P6/P7センターを導入した。ESR測定の結果、p型SiCではP6/P7センターは光照射下でのみ観測されていたが、n型SiCではシグナル強度は照射直後は低いものの暗状態でも観測されることが判明した。さらに、850$$^{circ}$$C照射又は熱処理することでシグナル強度が増大することを見いだした。また、$$^{13}$$C及び$$^{29}$$Siの超微細相互作用の角度依存性の解析から、P6/P7センターがc軸に平行(C$$_{3v}$$対称)なSi空孔(V$$_{Si}$$)とC空孔(V$$_{C}$$)の複空孔(V$$_{Si}$$-V$$_{C}$$)とc軸に対し横向き(C$$_{1h}$$対称)のV$$_{Si}$$-V$$_{C}$$であると同定された。さらに、ab initioスーパーセル計算を行ったところ、対称性や超微細相互作用のテンソルの値がESRの結果をよく再現することが判明した。以上より、P6/P7センターはV$$_{Si}$$-V$$_{C}$$であると帰結できた。

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