Des plaquettes 4H-SiC sont disponibles pour la recherche sur les centres de couleur des lacunes d'azote (NV). Pour plus d’informations sur les plaquettes, veuillez contacter notre équipe commerciale :victorchan@powerwaywafer.com

1. Contexte de la recherche en détection quantique sur le 4H-SiC

La technologie de détection quantique, avec sa capacité unique à utiliser des propriétés mécaniques quantiques telles que l’intrication quantique et l’interférence quantique, a démontré son potentiel pour surpasser les capteurs classiques en améliorant la précision et la sensibilité de la détection. Il dispose d'un énorme espace d'application dans les domaines de la biomédecine et de la géophysique (y compris l'exploration minérale et la sismologie), couvrant les microscopes, les systèmes de positionnement, les technologies de communication et les capteurs de champ électromagnétique. En outre, la technologie de détection quantique présente des avantages uniques dans la détection des signaux RF faibles, ce qui a un impact profond sur les applications telles que la sécurité.

Cependant, pour parvenir à une détection quantique efficace, certains défis techniques doivent être surmontés, tels que la préparation, le fonctionnement et la lecture des états quantiques, ainsi que le problème de décohérence provoqué par l'interaction entre les systèmes quantiques et l'environnement. Dans ce contexte, les avantages uniques du carbure de silicium ont commencé à émerger, car il est compatible avec les circuits électroniques conventionnels et dispose d'une technologie de production et de dopage à l'échelle industrielle mature.

 2.Recherche sur la détection quantique dans le SiC par le Nitrogen Vacancy Color Center

Récemment, une équipe de recherche a proposé une méthode innovante de détection quantique utilisant des centres de couleur à lacunes d'azote (NV) dans le carbure de silicium, permettant de détecter de faibles signaux radiofréquence (RF) à température ambiante. L'équipe de recherche a d'abord mené une étude détaillée sur des paramètres clés tels que la ligne de phonon zéro (ZPL), le temps de cohérence et le temps de relaxation des centres de couleur NV dans le carbure de silicium, et a comparé ces caractéristiques avec les caractéristiques correspondantes des centres de couleur NV dans le diamant. Ils ont constaté que le ZPL du centre de couleur NV en carbure de silicium est situé dans la gamme proche infrarouge et correspond bien à la bande de communication par fibre optique. Bien que le temps de cohérence des centres de couleur NV dans le carbure de silicium soit affecté par le bain de spin nucléaire et le bruit électronique, son temps de cohérence peut être considérablement amélioré en utilisant la technologie de découplage dynamique.

En introduisant la technologie de découplage dynamique (séquence d'impulsions XY8-N), ils ont réussi à prolonger de 10 fois le temps de cohérence des centres de couleur NV dans le carbure de silicium, pour atteindre 28,1 microsecondes. Par la suite, ils ont utilisé des méthodes de spectroscopie de corrélation pour obtenir une résolution spectrale de 10 kHz à une fréquence d'environ 900 kHz. L'équipe de recherche a en outre adopté une technologie de lecture synchrone, ce qui a entraîné une amélioration significative de la résolution spectrale, augmentant de 1 000 fois jusqu'à 0,01 kHz.

Fig. 1 Spectres de corrélation de la détection quantique basée sur SiC

Cette découverte ouvre de nouvelles possibilités dans le domaine de la détection quantique, notamment dans la détection précise des signaux radiofréquences. Parallèlement, l'approche de l'équipe de recherche a également ouvert une nouvelle voie pour les semi-conducteurs SiC en tant que plateforme de détection quantique.

Pour plus d'informations, veuillez nous contacter par email àvictorchan@powerwaywafer.cometpowerwaymaterial@gmail.com.