PAM-XIAMEN può offrire substrati SiC per varie ricerche, ulteriori informazioni possono essere trovate inhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-wafer-substrate.html.

I sistemi quantistici ibridi possono utilizzare l’informazione quantistica per varie forme di pratica, come i fotoni quantistici per la trasmissione a lunga distanza, il comportamento di spin per l’archiviazione di informazioni e i circuiti superconduttori a microonde per il calcolo. Nei sistemi quantistici ibridi, lo scambio coerente di informazioni quantistiche tra spin di difetti ottici attivi e risonatori meccanici fornisce un percorso per accoppiare i fotoni ai fononi della frequenza delle microonde. Studi recenti hanno dimostrato che gli spin dei difetti otticamente attivi (come i doppi posti vacanti neutri) nel SiC hanno stati di spin di lunga durata, che possono essere utilizzati per vari controlli quantistici e supportano interfacce di fotoni di spin compatibili con i protocolli di entanglement quantistico. È importante sottolineare che il SiC è un materiale piezoelettrico che attualmente supporta processi di produzione maturi per produrre sistemi microelettromeccanici (MEMS) di alta qualità. Sebbene siano stati compiuti progressi nella ricerca meccanica sullo spin accoppiato in sistemi di difetti simili, come lo spin singolo, la regolazione della deformazione e il comportamento di guida meccanica nel centro di azoto vacante del diamante nel rilevamento coerente, i difetti nel SiC sono ancora una scelta migliore per risolvere il problema. problema dell'accoppiamento spin-fononico forte nei materiali meccanici.

Il sistema meccanico a spin ibrido fornisce un'ottima piattaforma per l'integrazione di registri e sensori quantistici. Per creare e controllare efficacemente questo sistema, è necessario avere una comprensione completa dei vari componenti meccanici e di rotazione e delle loro interazioni. Al momento, i materiali con difetti puntuali SiC sono candidati vantaggiosi per risonatori meccanici integrati di alta qualità, e i registri di spin dei materiali su scala wafer preparati utilizzando SiC spesso hanno caratteristiche come lunga durata e basse perdite.

I ricercatori hanno dimostrato la focalizzazione gaussiana delle onde acustiche superficiali sul SiC, caratterizzata utilizzando la tecnologia di imaging con diffrazione di raggi X, e hanno fornito informazioni dirette sull'ampiezza della deformazione con risoluzione spaziale su scala nanometrica. Utilizzando calcoli ab initio, i ricercatori hanno fornito diagrammi di accoppiamento della deformazione di spin più completi per vari difetti nei materiali SiC con simmetria C3v, rivelando l'importanza della deformazione di taglio nel migliorare lo sviluppo di dispositivi di accoppiamento meccanico di spin. Allo stesso tempo, i ricercatori hanno dimostrato il rilevamento ottico completo della risonanza paramagnetica acustica sotto campi magnetici non a microonde, così come la scissione di Autler Townes azionata meccanicamente e le oscillazioni magnetiche proibite di Rabi. I risultati sperimentali di cui sopra forniscono una base per controllare la deformazione completa del sistema di spin a tre livelli.

Fig. 1 Risonatore SAW gaussiano per la focalizzazione della deformazione: a. Diagramma geometrico della fabbricazione del dispositivo SAW su substrato 4H-SiC spruzzato con AlN; B. Micrografia ottica nel punto focale acustico di un risonatore SAW gaussiano, con linee rosse che indicano lo spostamento fuori piano dell'onda; C. Misurazione dell'ampiezza della riflessione a porta singola (blu) e della fase (rossa) nell'esperimento di rotazione; d&e. una modalità meccanica simile ai risonatori SAW gaussiani.

Fig. 2 Rilevazione ottica della risonanza paramagnetica acustica nel SiC: a. Diagramma del livello energetico; B. Superiore: Sequenza delle sonde della pompa durante la modulazione del campo magnetico; Sotto: Il contrasto della fotoluminescenza (PL) a 30K quando la risonanza della cavità viene attivata e disattivata mediante eccitazione elettrica; C. La relazione funzionale tra il contrasto di fotoluminescenza integrato della risonanza e la posizione laterale dei risonatori SAW.

Fig. 3 Azionamento meccanico coerente dell'insieme di rotazione kk: a. Diagramma dello stato fondamentale a doppio byte di azionamenti magnetici ed elettromeccanici; B. Misura di Autler Townes dell'insieme di rotazione kk alla temperatura di 30 K; C. La velocità di transizione meccanica ottenuta dallo sdoppiamento di Autler Townes (AT) è misurata linearmente con la radice quadrata del valore della potenza motrice; D. Una sequenza di impulsi di oscillazioni Rabi azionate meccanicamente; e. Le oscillazioni Rabi guidate meccanicamente sono rispettivamente di ~400, 100 e 25 mW.

Fig. 4 Confronto tra la velocità di rotazione meccanica e i difetti della mappatura spaziale: a. La suddivisione di Autler Townes della sottoclasse kk-1 viene tracciata in funzione della posizione orizzontale x=0; B. La velocità di trasformazione meccanica viene tracciata in funzione della posizione longitudinale in y=0; C. Ceppo di SAW modellato da COMSOL Multifisica; D. Misura della suddivisione di Autler Townes di kk, hh e PL6 a diverse frequenze delle microonde.

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