실리콘 웨이퍼는 다양한 연구에 사용할 수 있으며 자세한 사양은 그림과 같습니다.https://www.powerwaywafer.com/silicon-wafer.

실리콘은 양자 기술을 위한 성숙한 플랫폼이며 결함 양자 방출기의 통합에 많은 이점을 가지고 있습니다. 최근 실험에 따르면 실리콘에 단일 양자 방출기를 구현하는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌으며, 이는 양자 통신에 큰 응용 가능성을 가지고 있습니다. 실리콘의 C 중심(CiOi0 결함)은 통신 L-밴드에서 높은 전자 스핀 상태를 가지므로 CMOS 호환 기술을 통해 탄소 및 산소 결함을 포함하는 실리콘에서 확장 가능한 양자 방출기를 생성할 수 있습니다. 그러나 전자 구조 특성과 C 중심 방출 소스에 대한 이해가 부족하여 아직은 양자 비트로 간주할 수 없습니다. 본 연구에서는 전자 스핀의 양자 상태를 초기화하고 판독하기 위한 양자 광학 프로토콜을 구축하고, 전자 스핀의 양자 정보를 인접한 29Si 핵 스핀으로 전달하여 양자 메모리를 구현했습니다.

그림 1 Si 결함의 기하학적 형태와 전자 구조

연구팀은 결함에 대한 주요 제로 필드 분할(ZFS) 매개변수를 식별하고 첫 번째 원리 계산을 사용하여 초미세 궤도와 스핀 궤도 사이의 상호 작용을 계산했습니다. 저자는 자기 공명 측정의 광학적 검출에 적합한 삼중 전자 스핀 상태의 일관된 조작 및 판독을 위한 스핀 선택적 광학 주기를 제안합니다. 이 연구는 실리콘에서 C 센터의 스핀 상호 작용을 탐구하고 전자 스핀 양자 비트 일관성 작동을 위한 주요 제로 필드 분할 값을 발견했습니다. 그들은 대칭에 의해 허용되는 스핀 궤도 결합을 결정하고 들뜬 상태 사이의 결합 전이를 밝혀냈습니다. 결과는 실리콘의 C 중심이 통신 섬유의 양자 통신을 위한 단일 광자 소스일 뿐만 아니라 삼중항 상태에서 광학적으로 판독될 수 있는 스핀 상태임을 나타냅니다.

그림 2 시뮬레이션된 광발광 스펙트럼

이 연구는 저온 나노 규모 감지 및 양자 통신 응용과 같이 이 결함을 활용하는 일부 양자 기술 응용에 대한 문을 열어줍니다.

그림 3 제안된 양자 프로토콜: C-Center ODMR을 위한 양자 프로토콜. 빨간색과 파란색 화살표는 각각 형광과 인광을 나타냅니다. 파란색 점선 화살표는 인광에 대한 스핀 선택성 ISC의 주요 기여를 강조합니다. 점선은 바닥 상태에 대한 약한 ISC를 나타냅니다. 주황색 선은 마이크로파 여기를 사용한 일관된 스핀 제어에 해당합니다.

자세한 내용은 이메일로 문의해 주세요.victorchan@powerwaywafer.com 과 powerwaymaterial@gmail.com.