PAM-XIAMEN kann SiC-Substrat für verschiedene Forschungen anbieten, weitere Informationen finden Sie inhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.
Hybride Quantensysteme können Quanteninformationen für verschiedene Formen der Praxis nutzen, beispielsweise Quantenphotonen für die Übertragung über große Entfernungen, Spinverhalten für die Informationsspeicherung und mikrowellensupraleitende Schaltkreise für Berechnungen. In hybriden Quantensystemen bietet der kohärente Austausch von Quanteninformationen zwischen optisch aktiven Defektspins und mechanischen Resonatoren einen Weg für die Kopplung von Photonen an Phononen im Mikrowellenbereich. Jüngste Studien haben gezeigt, dass optisch aktive Defektspins (z. B. neutrale Doppelleerstellen) in SiC langlebige Spinzustände aufweisen, die für verschiedene Quantenkontrollen verwendet werden können und Spin-Photonen-Schnittstellen unterstützen, die mit Quantenverschränkungsprotokollen kompatibel sind. Wichtig ist, dass SiC ein piezoelektrisches Material ist, das derzeit ausgereifte Herstellungsprozesse zur Herstellung hochwertiger mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) unterstützt. Obwohl in der mechanischen Forschung zum gekoppelten Spin in ähnlichen Defektsystemen Fortschritte gemacht wurden, wie z. B. Single Spin, Spannungsabstimmung und mechanisches Antriebsverhalten am Stickstoff-Leerstellenzentrum von Diamant bei der kohärenten Sensorik, sind Defekte in SiC immer noch eine bessere Wahl zur Lösung des Problems Problem der starken Spin-Phonon-Kopplung in mechanischen Materialien.
Das hybride spinmechanische System bietet eine großartige Plattform für die Integration von Quantenregistern und Sensoren. Um dieses System effektiv zu erstellen und zu steuern, ist ein umfassendes Verständnis der verschiedenen Spin- und mechanischen Komponenten und ihrer Wechselwirkungen erforderlich. Derzeit sind SiC-Punktdefektmaterialien vorteilhafte Kandidaten für hochwertige mechanisch integrierte Resonatoren, und mit SiC hergestellte Wafer-Scale-Material-Spinregister weisen häufig Eigenschaften wie lange Lebensdauer und geringe Verluste auf.
Die Forscher demonstrierten die Gaußsche Fokussierung akustischer Oberflächenwellen auf SiC, die mithilfe der Röntgenbeugungsbildgebungstechnologie charakterisiert wurden, und lieferten direkte Informationen zur Spannungsamplitude mit räumlicher Auflösung im Nanomaßstab. Mithilfe von Ab-initio-Berechnungen haben Forscher vollständigere Spin-Dehnungs-Kopplungsdiagramme für verschiedene Defekte in SiC-Materialien mit C3v-Symmetrie bereitgestellt und damit die Bedeutung der Scherspannung für die Verbesserung der Entwicklung mechanischer Spin-Kopplungsgeräte aufgezeigt. Gleichzeitig haben Forscher die vollständige optische Erkennung akustischer paramagnetischer Resonanz unter Nicht-Mikrowellen-Magnetfeldern sowie mechanisch angetriebener Autler-Townes-Spaltung und magnetisch verbotener Rabi-Oszillationen demonstriert. Die oben genannten experimentellen Ergebnisse liefern eine Grundlage für die Steuerung der vollständigen Spannung des dreistufigen Spinsystems.
Abb. 1 Gaußscher SAW-Resonator zur Dehnungsfokussierung: a. Geometrisches Diagramm der Herstellung von SAW-Geräten auf einem mit AlN gesputterten 4H-SiC-Substrat; B. Optische Mikroaufnahme am akustischen Brennpunkt eines Gaußschen SAW-Resonators, wobei rote Linien die Verschiebung der Welle aus der Ebene anzeigen; C. Messung der Amplitude (blau) und Phase (rot) der Einzeltorreflexion im Rotationsexperiment; d&e. ein mechanischer Modus, der Gaußschen SAW-Resonatoren ähnelt.
Abb. 2 Optischer Nachweis der akustischen paramagnetischen Resonanz in SiC: a. Energieniveaudiagramm; B. Oben: Pump-Probe-Sequenz während der Magnetfeldmodulation; Unten: Der Photolumineszenzkontrast (PL) bei 30 K, wenn die Hohlraumresonanz durch elektrische Anregung ein- und ausgeschaltet wird; C. Die funktionale Beziehung zwischen dem integrierten Photolumineszenzkontrast der Resonanz und der lateralen Position von SAW-Resonatoren.
Abb. 3 Kohärenter mechanischer Antrieb des kk-Rotationsensembles: a. Doppelbyte-Grundzustandsdiagramm magnetischer und elektromechanischer Antriebe; B. Autler Townes-Messung des kk-Rotationsensembles bei einer Temperatur von 30 K; C. Die aus der Aufteilung von Autler Townes (AT) erhaltene mechanische Übergangsrate wird linear an die Quadratwurzel des Antriebsleistungswerts angepasst; D. Eine Impulsfolge mechanisch angetriebener Rabi-Schwingungen; e. Die mechanisch angetriebenen Rabi-Oszillationen betragen ca. 400, 100 bzw. 25 mW.
Abb. 4 Vergleich der räumlichen Abbildung der mechanischen Spinantriebsrate und der Defekte: a. Die Autler-Townes-Aufteilung der kk-1-Unterklasse wird als Funktion der horizontalen Position x=0 dargestellt; B. Aufgetragen ist die mechanische Transformationsrate als Funktion der Längsposition bei y=0; C. Von COMSOL Multiphysics modellierte SAW-Belastung; D. Messung der Autler-Townes-Aufspaltung von kk, hh und PL6 bei verschiedenen Mikrowellenfrequenzen.
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