Полупроводники

Создание NV$^-$-дефектов в карбиде кремния 6$H$–SiC облучением электронами высоких энергий

Ф. Ф. Мурзаханов^a, Ю. А. Успенская^b, Е. Н. Мохов^b, О. П. Казарова^b, В. В. Козловский^c, В. А. Солтамов<sup>b

a</sup> Институт физики Казанского федерального университета, Казань, Россия
^b Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
^c Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Исследована возможность создания отрицательно заряженных азотно-вакансионных дефектов (NV$^-$) в кристаллах гексагонального (6$H$) карбида кремния посредством облучения последнего электронами высоких энергий ($E$ = 2 MeV) и последующего высокотемпературного отжига при температуре $T$ = 900$^\circ$C. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) показано, что кристаллы SiC содержат триплетные ($S$ = 1) центры аксиальной симметрии с параметрами тонкой структуры $D$ = 1344,1318 и 1268 MHz. Соответствующие компоненты тонкой структуры расщеплены спектрально-разрешимым сверхтонким взаимодействием с ядерным спином азота ($^{14}$N, $I$ = 1), которое характеризуется константой сверхтонкого взаимодействия $A\approx$ 1.23 MHz, что позволяет однозначно идентифицировать наличие NV$^-$-центров в исследуемых образцах. Показано, что оптическое возбуждение ИК-лазером $\lambda$ = 980 nm приводит к созданию инверсной заселенности спиновых подуровней этих триплетных центров, что является основой для их использования в качестве квантовых сенсоров, кубитов и мазеров с оптической накачкой.

Ключевые слова: электронный парамагнитный резонанс, карбид кремния, азотно-вакансионный дефект.

Поступила в редакцию: 26.02.2024
Исправленный вариант: 26.02.2024
Принята в печать: 27.02.2024

DOI: 10.61011/FTT.2024.04.57788.35

Реферативные базы данных:

•