PAM-XIAMEN pode fornecer wafers epitaxiais de SiC para pesquisa de centros de cores, mais especificações você pode encontrar emhttps://www.powerwaywafer.com/sic-wafer/sic-epitaxy.html. Qualquer dúvida entre em contato com a equipe de vendas:victorchan@powerwaywafer.com.

O centro de cores de spin de estado sólido é um sistema importante para processamento de informações quânticas, e seu brilho fluorescente é um parâmetro importante para aplicações quânticas práticas. O acoplamento com micro/nanoestruturas de estado sólido para obter aumento de fluorescência de centros de spin é um método comumente usado. Várias soluções, incluindo o processamento de lentes infiltrantes sólidas, nanobastões, anéis de olho de boi, microcavidades de cristal fotônico e cavidades de fibra óptica foram propostas e implementadas. No entanto, ainda existem muitas questões desafiadoras a serem abordadas nessa direção, como a suscetibilidade das propriedades de rotação do centro de cores a processos complexos de fabricação micro/nano e a dificuldade em alinhar centros de cores com estruturas micro/nano.

1. Aumentando a fluorescência dos centros de rotação de SiC por Plasmons

Os pesquisadores usam plasmons para aumentar a fluorescência dos centros de spin no carboneto de silício. O grupo de pesquisa preparou filmes finos de SiC com espessura de cerca de 10um por meio de processos como polimento químico-mecânico e usou tecnologia de implantação iônica para preparar centros de cores com vagas duplas próximas à superfície (cerca de 15 nm) nos filmes. Posteriormente, o filme fino foi virado e colado em uma pastilha de silício revestida com guias de onda de ouro coplanares usando forças de van der Waals. Isto permitiu que a distância entre o centro de cor próximo da superfície e o guia de ondas de ouro caísse dentro da faixa dos plasmons de superfície, aumentando assim a fluorescência do centro de cor.

Em trabalhos anteriores, o grupo de pesquisa descobriu pela primeira vez que um único centro de cor PL6 de vaga dupla em carboneto de silício tem brilho de luminescência e contraste de leitura de spin comparáveis ​​aos centros de cor de diamante NV à temperatura ambiente [Natl. Ciência. Rev. 9, nwab122 (2022)]. Neste trabalho, foi utilizada uma objetiva com abertura numérica de 0,85, e o efeito de realce dos plasmons de superfície foi utilizado para obter um aumento de 7 vezes no brilho de um único centro de cor PL6; Utilizando ainda um espelho de óleo com abertura numérica de 1,3, a fluorescência do centro de cor pode exceder 1 milhão de contagens por segundo. A equipe de pesquisa também usou tecnologia de gravação de íons reativos para regular a espessura do filme, controlando com precisão a distância entre o centro de cor próximo à superfície e o guia de ondas coplanar, e estudando a faixa ideal de ação. Além de gerar plasmons de superfície, guias de ondas de ouro coplanares também podem ser usados ​​para radiação de micro-ondas eficiente, melhorando muito a eficiência da manipulação de spin. Em comparação com os métodos tradicionais de radiação de micro-ondas, os guias de ondas coplanares aumentam a frequência Rabi de um único centro de cores PL6 em 14 vezes com a mesma potência de micro-ondas. A configuração experimental e os resultados são mostrados na Fig.

Figura 1 Configuração experimental e diagrama de resultados. (a) Diagrama esquemático de um dispositivo baseado no aprimoramento de plasmons de superfície; (b) Comparação de varreduras de fluorescência confocal com e sem regiões aprimoradas (esquerda) de ressonância plasmônica; (c) Comparação de contagens de fluorescência saturada entre um único centro de cor PL6 aprimorado por plasmons e um único centro de cor PL6 não melhorado no material a granel; d) Comparação das frequências de oscilação Rabi medidas utilizando guias de onda de ouro e fios de cobre em diferentes potências de microondas.

2.Rpesquise emFlfluorescênciaEmelhoriaMmecanismodo Centro de Cores Spin Single SiC

O grupo de pesquisa também conduziu pesquisas aprofundadas sobre o mecanismo de aumento de fluorescência. Usando um modelo de três níveis para ajustar a função de autocorrelação e medindo o tempo de vida da fluorescência excitada não ressonante, o grupo de pesquisa não apenas verificou que os plasmons de superfície aumentam o brilho da fluorescência aumentando a taxa de transição de radiação do nível de energia do centro de cor, mas também descobriu que o efeito de extinção dos plasmons de superfície leva a uma diminuição no brilho da fluorescência do centro de cor à medida que a distância de operação diminui gradualmente.

Este trabalho alcança, pela primeira vez, o aumento de plasmon na fluorescência do centro de cor de spin próximo à superfície em filmes finos de SiC. A preparação de guias de ondas de ouro coplanares é simples, sem a necessidade de estruturas complexas de aprimoramento e processos de alinhamento, e este método também é adequado para aumento de fluorescência de outros centros de spin em carboneto de silício. Esta tecnologia promoverá fortemente a aplicação de materiais SiC no campo quântico.

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