Tấm wafer 4H-SiC hiện có sẵn cho nghiên cứu trung tâm màu chỗ trống nitơ (NV). Để biết thêm thông tin về wafer, vui lòng liên hệ với nhóm bán hàng của chúng tôi:victorchan@powerwaywafer.com

1. Bối cảnh nghiên cứu cảm biến lượng tử trên 4H-SiC

Công nghệ cảm biến lượng tử, với khả năng độc đáo trong việc sử dụng các đặc tính cơ học lượng tử như sự vướng víu lượng tử và giao thoa lượng tử, đã chứng tỏ tiềm năng vượt qua các cảm biến cổ điển trong việc cải thiện độ chính xác và độ nhạy của cảm biến. Nó có không gian ứng dụng rộng lớn trong các lĩnh vực y sinh và địa vật lý (bao gồm thăm dò khoáng sản và địa chấn), bao gồm kính hiển vi, hệ thống định vị, công nghệ truyền thông và cảm biến trường điện từ. Ngoài ra, công nghệ cảm biến lượng tử còn có những ưu điểm độc đáo trong việc phát hiện tín hiệu RF yếu, điều này có tác động sâu sắc đến các ứng dụng, như bảo mật.

Tuy nhiên, để đạt được cảm biến lượng tử hiệu quả, cần phải vượt qua một số thách thức kỹ thuật, chẳng hạn như việc chuẩn bị, vận hành và đọc các trạng thái lượng tử, cũng như vấn đề mất kết hợp gây ra bởi sự tương tác giữa các hệ lượng tử và môi trường. Trong bối cảnh này, những ưu điểm độc đáo của cacbua silic đã bắt đầu xuất hiện, vì nó tương thích với các mạch điện tử thông thường và có công nghệ sản xuất và doping ở quy mô công nghiệp trưởng thành.

 2.Nghiên cứu cảm biến lượng tử trong SiC của Trung tâm màu chỗ trống nitơ

Gần đây, một nhóm nghiên cứu đã đề xuất một phương pháp cải tiến cho cảm biến lượng tử sử dụng tâm màu chỗ trống nitơ (NV) trong cacbua silic, cho phép phát hiện tín hiệu tần số vô tuyến (RF) yếu ở nhiệt độ phòng. Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên tiến hành nghiên cứu chi tiết về các thông số chính như đường phonon bằng 0 (ZPL), thời gian kết hợp và thời gian hồi phục của các tâm màu NV trong cacbua silic và so sánh các đặc điểm này với các đặc điểm tương ứng của các tâm màu NV trong kim cương. Họ phát hiện ra rằng ZPL của tâm màu NV trong silicon cacbua nằm trong phạm vi cận hồng ngoại và rất phù hợp với dải truyền thông cáp quang. Mặc dù thời gian kết hợp của các tâm màu NV trong cacbua silic bị ảnh hưởng bởi bể quay hạt nhân và nhiễu điện tử, thời gian kết hợp của nó có thể được cải thiện đáng kể bằng cách sử dụng công nghệ tách động.

Bằng cách giới thiệu công nghệ tách động (chuỗi xung XY8-N), họ đã thành công trong việc kéo dài thời gian kết hợp của các tâm màu NV trong cacbua silic lên 10 lần, đạt 28,1 micro giây. Sau đó, họ sử dụng phương pháp quang phổ tương quan để đạt được độ phân giải phổ 10 kHz ở tần số xấp xỉ 900 kHz. Nhóm nghiên cứu tiếp tục áp dụng công nghệ đọc đồng bộ, giúp cải thiện đáng kể độ phân giải quang phổ, tăng 1000 lần lên 0,01 kHz.

Hình 1 Phổ tương quan của cảm biến lượng tử dựa trên SiC

Khám phá này mang đến những khả năng mới cho lĩnh vực cảm biến lượng tử, đặc biệt là trong việc phát hiện chính xác tín hiệu tần số vô tuyến. Trong khi đó, cách tiếp cận của nhóm nghiên cứu cũng đã mở ra một hướng đi mới cho chất bán dẫn SiC như một nền tảng cảm biến lượng tử.

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.