Las obleas de 4H-SiC están disponibles para la investigación de centros de color de vacantes de nitrógeno (NV). Para obtener más información sobre obleas, comuníquese con nuestro equipo de ventas:victorchan@powerwaywafer.com

1. Antecedentes de la investigación sobre detección cuántica en 4H-SiC

La tecnología de detección cuántica, con su capacidad única para utilizar propiedades de la mecánica cuántica como el entrelazamiento cuántico y la interferencia cuántica, ha demostrado su potencial para superar a los sensores clásicos en la mejora de la precisión y la sensibilidad de la detección. Tiene un enorme espacio de aplicación en los campos de la biomedicina y la geofísica (incluida la exploración minera y la sismología), que abarca microscopios, sistemas de posicionamiento, tecnología de la comunicación y sensores de campos electromagnéticos. Además, la tecnología de detección cuántica tiene ventajas únicas a la hora de detectar señales de RF débiles, lo que tiene un profundo impacto en aplicaciones como la seguridad.

Sin embargo, para lograr una detección cuántica eficiente, es necesario superar algunos desafíos técnicos, como la preparación, operación y lectura de estados cuánticos, así como el problema de decoherencia causado por la interacción entre los sistemas cuánticos y el medio ambiente. En este contexto, han comenzado a surgir las ventajas únicas del carburo de silicio, ya que es compatible con los circuitos electrónicos convencionales y tiene una producción madura a escala industrial y una tecnología de dopaje.

 2.Investigación de detección cuántica en SiC por Nitrogen Vacancy Color Center

Recientemente, un equipo de investigación ha propuesto un método innovador para la detección cuántica utilizando centros de color de vacantes de nitrógeno (NV) en carburo de silicio, lo que permite detectar señales de radiofrecuencia (RF) débiles a temperatura ambiente. El equipo de investigación primero realizó un estudio detallado sobre parámetros clave como la línea de fonón cero (ZPL), el tiempo de coherencia y el tiempo de relajación de los centros de color NV en carburo de silicio, y comparó estas características con las características correspondientes de los centros de color NV en diamante. Descubrieron que la ZPL del centro de color NV en carburo de silicio se encuentra en el rango del infrarrojo cercano y coincide bien con la banda de comunicación de fibra óptica. Aunque el tiempo de coherencia de los centros de color NV en carburo de silicio se ve afectado por el baño de giro nuclear y el ruido electrónico, su tiempo de coherencia se puede mejorar significativamente mediante el uso de tecnología de desacoplamiento dinámico.

Al introducir la tecnología de desacoplamiento dinámico (secuencia de pulsos XY8-N), lograron ampliar 10 veces el tiempo de coherencia de los centros de color NV en carburo de silicio, alcanzando 28,1 microsegundos. Posteriormente, utilizaron métodos de espectroscopia de correlación para lograr una resolución espectral de 10 kHz a una frecuencia de aproximadamente 900 kHz. El equipo de investigación adoptó además la tecnología de lectura síncrona, lo que dio como resultado una mejora significativa en la resolución espectral, aumentando 1000 veces hasta 0,01 kHz.

Fig. 1 Espectros de correlación de la detección cuántica basada en SiC

Este descubrimiento ofrece nuevas posibilidades para el campo de la detección cuántica, especialmente en la detección precisa de señales de radiofrecuencia. Mientras tanto, el enfoque del equipo de investigación también ha abierto un nuevo camino para los semiconductores de SiC como plataforma de detección cuántica.

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