Undersøg spin-fonon-interaktioner i siliciumcarbid af Gaussian Acoustics

Undersøg spin-fonon-interaktioner i siliciumcarbid af Gaussian Acoustics

PAM-XIAMEN kan tilbyde SiC-substrat til forskellige undersøgelser, yderligere information kan findes ihttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

Hybride kvantesystemer kan bruge kvanteinformation til forskellige former for praksis, såsom kvantefotoner til langdistancetransmission, spinadfærd til informationslagring og mikrobølgesuperledende kredsløb til beregning. I hybride kvantesystemer giver den sammenhængende udveksling af kvanteinformation mellem optiske aktive defektspin og mekaniske resonatorer en vej til kobling af fotoner til mikrobølgefrekvensfononer. Nylige undersøgelser har vist, at optisk aktive defektspin (såsom neutrale dobbelte ledige stillinger) i SiC har langvarige spintilstande, som kan bruges til forskellige kvantekontroller og understøtter spin-fotongrænseflader, der er kompatible med kvantesammenfiltringsprotokoller. Det er vigtigt, at SiC er et piezoelektrisk materiale, der i øjeblikket understøtter modne fremstillingsprocesser til fremstilling af mikroelektromekaniske systemer af høj kvalitet (MEMS). Selvom der er gjort fremskridt inden for mekanisk forskning i koblet spin i lignende defektsystemer, såsom enkelt spin, strain tuning og mekanisk køreadfærd i diamantens nitrogentomgang i kohærent sensing, er defekter i SiC stadig et bedre valg til at løse problemet. problem med stærk spin-phonon-kobling i mekaniske materialer.

Det hybride spin-mekaniske system giver en fantastisk platform til at integrere kvanteregistre og sensorer. For effektivt at skabe og kontrollere dette system er det nødvendigt at have en omfattende forståelse af de forskellige spin og mekaniske komponenter og deres interaktioner. På nuværende tidspunkt er SiC-punktdefektmaterialer fordelagtige kandidater til mekaniske integrerede resonatorer af høj kvalitet, og spinregistre for waferskalamateriale, der er fremstillet ved hjælp af SiC, har ofte egenskaber som lang levetid og lavt tab.

Forskere demonstrerede Gaussisk fokusering af overfladeakustiske bølger på SiC, karakteriseret ved hjælp af røntgendiffraktionsbilledteknologi, og gav direkte information om belastningsamplitude ved nanoskala rumlig opløsning. Ved hjælp af ab initio-beregninger har forskere leveret mere komplette spin-belastningskoblingsdiagrammer for forskellige defekter i SiC-materialer med C3v-symmetri, hvilket afslører betydningen af ​​forskydningsspænding til at forbedre udviklingen af ​​spin-mekaniske koblingsanordninger. Samtidig har forskere demonstreret fuld optisk detektion af akustisk paramagnetisk resonans under ikke-mikrobølgemagnetiske felter, såvel som mekanisk drevet Autler Townes-spaltning og magnetiske forbudte Rabi-oscillationer. Ovenstående eksperimentelle resultater giver et grundlag for at kontrollere den fuldstændige belastning af tre-niveaus spin-systemet.

Fig. 1 Gaussisk SAW-resonator til belastningsfokusering

Fig. 1 Gaussisk SAW-resonator til belastningsfokusering: a. Geometrisk diagram af SAW-enhedsfremstilling på 4H-SiC-substrat sputteret med AlN; b. Optisk mikrofotografi ved det akustiske brændpunkt for en Gaussisk SAW-resonator, med røde linjer, der angiver bølgens forskydning ud af planet; c. Måling af enkeltports reflektionsamplitude (blå) og fase (rød) i rotationseksperimentet; d&e. en mekanisk tilstand svarende til Gaussiske SAW-resonatorer.

Fig. 2 Optisk detektion af akustisk paramagnetisk resonans i SiC

Fig. 2 Optisk detektion af akustisk paramagnetisk resonans i SiC: a. Fig. Energiniveau diagram; b. Øvre: Pumpesondesekvens under magnetfeltmodulation; Nedenfor: Fotoluminescens (PL) kontrast ved 30K, når kavitetsresonansen tændes og slukkes ved elektrisk excitation; c. Det funktionelle forhold mellem den integrerede fotoluminescenskontrast af resonans og den laterale position af SAW-resonatorer.

Fig. 3 Kohærent mekanisk drev af kk rotationsensemble

Fig. 3 Kohærent mekanisk drev af kk rotationsensemble: a. Dobbeltbyte jordtilstandsdiagram af magnetiske og elektromekaniske drev; b. Autler Townes måling af kk rotationsensemble ved 30 K temperatur; c. Den mekaniske overgangshastighed opnået ved opsplitning af Autler Townes (AT) er lineært tilpasset med kvadratroden af ​​drivkraftværdien; d. En pulssekvens af mekanisk drevne Rabi-oscillationer; e. De mekanisk drevne Rabi-oscillationer er henholdsvis ~400, 100 og 25 mW.

Fig. 4 Sammenligning af rumlig kortlægning af mekanisk spin-drevhastighed og defekter

Fig. 4 Sammenligning af rumlig kortlægning af mekanisk spin-drevhastighed og defekter: a. Autler Townes-opdelingen af ​​kk-1-underklassen er plottet som en funktion af den vandrette position x=0; b. Den mekaniske transformationshastighed er plottet som funktion af den langsgående position ved y=0; c. SAW-stamme modelleret af COMSOL Multiphysics; d. Måling af Autler Townes opdeling af kk, hh og PL6 ved forskellige mikrobølgefrekvenser.

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

Del dette opslag