4H-SiC wafere er tilgængelige til nitrogen vacancy (NV) farvecenterforskning. For mere wafer information, kontakt venligst vores salgsteam:victorchan@powerwaywafer.com

1. Baggrund for Quantum Sensing Research på 4H-SiC

Kvantesensorteknologi har med sin unikke evne til at udnytte kvantemekaniske egenskaber såsom kvantesammenfiltring og kvanteinterferens demonstreret sit potentiale til at overgå klassiske sensorer i forbedring af sansningsnøjagtighed og følsomhed. Det har enorm anvendelsesplads inden for biomedicin og geofysik (herunder mineraludforskning og seismologi), der dækker mikroskoper, positioneringssystemer, kommunikationsteknologi og elektromagnetiske feltsensorer. Derudover har kvantesensorteknologi unikke fordele ved at detektere svage RF-signaler, hvilket har en dyb indvirkning på applikationerne, såsom sikkerhed.

For at opnå effektiv kvantesansning skal nogle tekniske udfordringer dog overvindes, såsom forberedelse, drift og udlæsning af kvantetilstande, samt dekohærensproblemet forårsaget af interaktionen mellem kvantesystemer og miljøet. I denne sammenhæng er de unikke fordele ved siliciumcarbid begyndt at dukke op, da det er kompatibelt med konventionelle elektroniske kredsløb og har moden industriel skalaproduktion og dopingteknologi.

 2.Quantum Sensing Research in SiC af Nitrogen Vacancy Color Center

For nylig har et forskerhold foreslået en innovativ metode til kvanteregistrering ved hjælp af nitrogen vacancy (NV) farvecentre i siliciumcarbid, hvilket gør det muligt at detektere svage radiofrekvenssignaler (RF) ved stuetemperatur. Forskerholdet gennemførte først en detaljeret undersøgelse af nøgleparametre såsom nul-fononlinje (ZPL), kohærenstid og afslapningstid for NV-farvecentre i siliciumcarbid og sammenlignede disse egenskaber med de tilsvarende karakteristika for NV-farvecentre i diamant. De fandt ud af, at ZPL i NV-farvecentret i siliciumcarbid er placeret i det nær-infrarøde område og passer godt til det fiberoptiske kommunikationsbånd. Selvom kohærenstiden for NV-farvecentre i siliciumcarbid påvirkes af nukleart spinbad og elektronisk støj, kan dens kohærenstid forbedres væsentligt ved at bruge dynamisk afkoblingsteknologi.

Ved at introducere dynamisk afkoblingsteknologi (XY8-N pulssekvens) forlængede de med succes kohærenstiden for NV-farvecentre i siliciumcarbid med 10 gange og nåede 28,1 mikrosekunder. Efterfølgende brugte de korrelationsspektroskopimetoder til at opnå en spektral opløsning på 10 kHz ved en frekvens på cirka 900 kHz. Forskerholdet tog yderligere i brug synkron udlæsningsteknologi, hvilket resulterede i en betydelig forbedring i spektral opløsning, der steg med 1000 gange til 0,01 kHz.

Fig. 1 Korrelationsspektre for kvanteregistrering baseret på SiC

Denne opdagelse giver nye muligheder inden for kvanteregistrering, især i den præcise detektion af radiofrekvenssignaler. I mellemtiden har forskerholdets tilgang også åbnet en ny vej for SiC-halvleder som en kvanteregistreringsplatform.

For mere information, kontakt os venligst e-mail påvictorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.