Влияние условий фотовозбуждения на спиновую поляризацию азот-вакансионных центров в изотопно-обогащенном карбиде кремния $6$H-$^{28}$SiC

Ф. Ф. Мурзаханов^a, Г. В. Мамин^a, М. А. Садовникова^a, Д. В. Шуртакова^a, О. П. Казарова^b, Е. Н. Мохов^b, М. Р. Гафуров<sup>a

a</sup> Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия
^b Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург, 194021, Россия

Аннотация: Спиновые дефекты в полупроводниках привлекают интерес как материальная основа для реализации квантово-информационных и вычислительных технологий. В данной работе исследованы спиновые свойства отрицательно заряженных азот-вакансионных ($NV^{-}$) центров в обогащенном изотопом $^{28}$Si кристалле карбида кремния $6$H-SiC методами высокочастотного (94 ГГц) электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Благодаря наличию у $NV^{-}$-центров оптического канала возбуждения удается произвести инициализацию электронного спина дефекта лазерным источником, многократно повысив интенсивность регистрируемого сигнала ЭПР. Исследованы зависимости наблюдаемой спиновой поляризации при различных длинах волн оптического возбуждения ($\lambda = 640$ – $1064$ нм), выходной мощности (от $0$ до $500$ мВт) и температуры ($50$ – $300$ К) кристалла. Полученные результаты позволяют определить оптимальные экспериментальные условия для достижения наибольшей эффективности передачи энергии оптического кванта в спиновую систему. Это открывает новые возможности для создания мультикубитных спин-фотонных интерфейсов, оперирующих в инфракрасной области, на основе $NV^{-}$-центров в $6$H-SiC.

Ключевые слова: спин-оптическое свойство, спиновая инициализация, спиновая поляризация, электронный парамагнитный резонанс, карбид кремния, $NV^{-}$-центр.

УДК: 543.429.22+544.022.341

Поступила в редакцию: 11.04.2024
Принята в печать: 04.06.2024

DOI: 10.26907/2541-7746.2024.2.187-200