كربيد السيليكون (SiC) هو مادة بحثية ساخنة في مجال تكنولوجيا المعلومات الكمومية. على سبيل المثال، تتمتع شواغر العيوب في SiC (المكونة من شواغر السيليكون وشواغر الكربون المجاورة، والمشار إليها فيما بعد بـ VV) بالعديد من المزايا لمراكز NV في الماس، بما في ذلك الحالات الأرضية الثلاثية وميزة تكنولوجيا أبحاث المواد الرئيسية الناضجة. يمكن، من حيث المبدأ، تحديد موقع عيوب المواد على أسطح أو واجهات محددة، ويكون وجود العيوب مهمًا بشكل خاص لتطبيقات الاستشعار. فيما يتعلق بالتكامل مع الأنظمة الأخرى، تم اقتراح العلاقة بين عيوب الدوران والتجاويف الضوئية كوسيلة فعالة للتفاعل بين الفوتونات وعيوب الدوران القابلة للمعالجة بصريًا، والتي تعد سمة أساسية لتطبيقات الاتصالات الكمومية. على سبيل المثال، تم استخدام كربيد السيليكون متعدد الأنواع المكعب (3C SiC) لبناء تجاويف ضوئية ذات عوامل عالية الجودة وتحقيق دمج عيوب VV في المادة. الشرط الأساسي لتحقيق التكامل الفعال بين الهياكل النانوية والمواد هو دراسة وفهم عيوب الدوران بالقرب من السطح والواجهة.

يمكن لـ PAM-XIAMEN توفير الركيزة من النوع N 3C-SiC، والمواصفات كما هو موضح في:https://www.powerwaywafer.com/3c-sic-wafer.html.

استخدم الباحثون حسابات المبادئ الأولى لدراسة الخواص الفيزيائية لشواغر عيوب السطح القريب في 3C SiC، واعتبروا أسطحًا غنية بالسيليكون (001) مع عمليات إعادة بناء ونهايات مختلفة. بالقرب من سطح SiC (2×1): H، VV هو عيب دوران مستقر ومرن مع اختلاف بسيط في الخصائص مقارنة بالعيوب السائبة. بالإضافة إلى ذلك، تشير نتائج البحث حول العلاقة الوظيفية بين عيوب الدوران (VSiVC) وإعادة بناء السطح وإنهاء – H، – OH، – F، ومجموعات الأكسجين في 3C SiC إلى أن 3C SiC هي مادة تطبيق كمومية واعدة.

الشكل 1. التركيب الذري لسطح 3C SiC (001) الغني بالسيليكون. (2×1): نموذج H كما هو موضح في المنظر الجانبي، تمت دراسة البنية الإلكترونية للعيب كدالة لقربه من السطح: L2 هو الموضع الأقرب إلى الطبقة الثابتة، L3 في منتصف الطبقة الثابتة النموذج، وL6 هو الموضع الأقرب إلى السطح.

الشكل 2: حساب الهيكل الإلكتروني للوظيفة الشاغرة المزدوجة المحايدة عند L3 في السطح الغني بالسيليكون 3C SiC (001) باستخدام وظائف PBE وHSE. تشير النتائج إلى أنه على المستويين النظري PBE وHSE، فإن جميع الاتجاهات الوظيفية للمطاريف السطحية هي نفسها. ولذلك، فإن تشبع ذرات الهيدروجين على السطح المعاد بناؤه (2×1) سيؤدي إلى البنية السطحية الواعدة.

الشكل 3. فرق الطاقة (eV) بين 3C-SiC VV السائبة والسطح القريب VV تحت PBE الوظيفية

الشكل 4 حساب تقارب الإلكترون السطحي (EA) لسطح السيليكون الغني (2 × 1) (001) من كربيد السيليكون الغني (2 × 1)

وبالنظر إلى كسر التماثل الذي أدخله السطح، فمن الأهمية بمكان أن نفهم تأثيره على قيم مكون موتر تقسيم المجال الصفري (ZFS). في الجدول 2، توضح هذه المقالة مكونات ZFS المحسوبة لـ VV لأربعة أطراف سطحية مختلفة تقع في منتصف النموذج (2 × 1) (L3). يتمتع المكون E لتقسيم المجال الصفري بحساسية كبيرة لموضع العيوب بالنسبة للسطح، مما يشير إلى أنه يمكن استخدام هذه المعلمة كمؤشر لقرب العيب من السطح. أخيرًا، تشير الدراسات النوعية حول الحجم والسطح لعامل ديباي والر (DWF) إلى أنه يمكن تخفيف النقص في DWF السطحي من خلال هندسة السلالة لعينات SiC.

الشكل 5. مكونات الحساب D وE لموترات تقسيم المجال الصفري (ZFS) لحالات 3C SiC السائبة والحالات الأرضية VV المحايدة بالقرب من السطح مع نهايات سطحية مختلفة

لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكترونيvictorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.