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中科大推動(dòng)碳化硅材料在量子領(lǐng)域應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:

2023-07-08

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2023-07-08

從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)的李傳鋒、許金時(shí)等人，利用表面等離激元大幅增強(qiáng)了單個(gè)碳化硅自旋色心熒光亮度，并利用共面波導(dǎo)的特性大幅提高了自旋操控效率。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《納米快報(bào)》。

　　固態(tài)自旋色心是用于量子信息處理的重要體系，其熒光亮度是邁向?qū)嵱没孔討?yīng)用的重要參數(shù)。李傳鋒、許金時(shí)研究組獨(dú)辟蹊徑，利用等離激元實(shí)現(xiàn)碳化硅中自旋色心的熒光增強(qiáng)。

　　研究組還利用反應(yīng)離子刻蝕工藝調(diào)控薄膜厚度，從而精確控制近表面色心與共面波導(dǎo)的距離，研究最佳作用范圍。除了產(chǎn)生表面等離激元，共面金波導(dǎo)還可用來高效輻射微波，從而大幅提高自旋操控效率。

　　研究組還深入研究了熒光增強(qiáng)機(jī)制，不僅驗(yàn)證了表面等離激元是通過提高色心能級(jí)的輻射躍遷速率來增強(qiáng)熒光亮度，而且發(fā)現(xiàn)在作用距離逐漸縮小的過程中，表面等離激元的淬滅效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致色心熒光亮度發(fā)生衰減。

　　該項(xiàng)研究工作首次實(shí)現(xiàn)了碳化硅薄膜中近表面自旋色心熒光的等離激元增強(qiáng)。共面金波導(dǎo)制備簡(jiǎn)單，無需復(fù)雜的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與對(duì)準(zhǔn)工藝，并且該方法也適用于碳化硅中其他自旋色心的熒光增強(qiáng)。這項(xiàng)技術(shù)將有力推動(dòng)碳化硅材料在量子領(lǐng)域的應(yīng)用。

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