Микроволново-оптическая спектроскопия поливалентных зарядовых состояний ионов переходных элементов в карбиде кремния
Российский научный фонд, «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 23-12-00152
Бабунц Р.А.
1, Крамущенко Д.Д.
1, Успенская Ю.А.
1, Ильин И.В.
1, Бундакова А.П.
1, Музафарова М.В.
1, Баранов П.Г.
11Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: roman.babunts@mail.ioffe.ru, marina.muzafarova@mail.ioffe.ru, yuliauspenskaya@mail.ru, ivan.ilyin@mail.ioffe.ru, pavel.baranov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 8 августа 2023 г.
В окончательной редакции: 8 августа 2023 г.
Принята к печати: 16 августа 2023 г.
Выставление онлайн: 2 октября 2023 г.
Проанализированы четыре возможных зарядовых состояния молибдена в карбиде кремния (SiC): парамагнитных Mo3+(4d^3), Mo4+(4d^2), Mo5+(4d^1), характеризующихся аксиальной симметрией, и диамагнитного Mo6+(4d^0). С использованием высокочастотного электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и низких температур для Mo4+ со спином S=1, являющимся нейтральным зарядовым состоянием в кристалле A0, установлен положительный знак расщепления тонкой структуры D для двух квазикубических позиций k1 и k2: D(k1)=3.06 GHz, D(k2)=3.29 GHz и определены значения g||=1.9787 и g normal =1.9811, т. е. g normal >g||. Методами магнитного циркулярного дихроизма (МЦД) поглощения при разных температурах разделены вклады парамагнитной и диамагнитной составляющих в бесфононных линиях оптического поглощения ионов Mo4+ в ближней ИК-области. Для зарядового состояния Mo5+(4d^1) установлено нецентральное положение примеси в узле кремния и определены суперсверхтонкие (ССТ) взаимодействия с лигандными ядрами 29Si и 13C. Проведен сравнительный анализ сверхтонких (СТ) взаимодействий с нечетными изотопами молибдена 95Mo и 97Mo, имеющих ядерный магнитный момент, в трех зарядовых состояниях. В связи с появлением работ по применению ванадия V4+ в SiC в квантовой информации и связи, поскольку эти дефекты имеют линии фотолюминесценции (ФЛ) в телекоммуникационном окне около 1300 nm, показано, что в главном телекоммуникационном окне около 1540 nm весьма перспективным является эрбий Er3+ в SiC, который нам ранее удалось ввести в объемные кристаллы SiC. Важно, что при комнатной температуре фиксируется существенный спад ФЛ V4+ в SiC, тогда как для ионов Er3+ в SiC подобный спад является незначительным и ФЛ может наблюдаться вплоть до 400 K. Ключевые слова: высокочастотный электронный парамагнитный резонанс, магнитный циркулярный дихроизм поглощения, карбид кремния, молибден, ванадий, эрбий, примесные центры.
- K.F. Dombrowski, M. Kunzer, U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Phys. Rev. B 54, 7323 (1996)
- J. Baur, M. Kunzer, K.F. Dombrowskii', U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Identification of multivalent molybdenum impurities in SiC crystals. Inst. Phys. Conf. Ser. No 155. Ch. 12, 933 (1997), IOP Publishing Ltd
- J. Baur, M. Kunzer, K.F. Dombrowski, U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Mater.Sci. Eng. B 46, 313 (1997)
- M. Kunzer, K.F. Dombrowski, F. Fuchs, U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Proc. ISCM '95. Just. Phys. Conf. Ser. 142, 385 (1996)
- П.Г. Баранов, И.В. Ильин, Е.Н. Мохов, В.А. Храмцов. ФТТ 41, 865 (1999)]. [P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, V.A. Khramtsov. Phys. Solid State 41, 783 (1999)]
- P.G. Baranov, H.-J. von Bardeleben, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Magnetic Resonance of Semiconductors and Their Nanostructures: Basic and Advanced Applications. Springer Series in Materials Science. Springer-Verlag GmbH Austria (2017). V. 253. 539 с
- P.G. Baranov, V.A. Khramtsov, E.N. Mokhov. Semicond. Sci. Technol. 9, 1340 (1994)
- A. Gruber, A. Drabenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, C. von Borczyskowski. Science 276, 2012 (1997)
- P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, S.B. Orlinskii, J. Schmidt. JETP Lett. 82, 441 (2005)
- P.G. Baranov, A.P. Bundakova, I.V. Borovykh, S.B. Orlinskii, R. Zondervan, J. Schmidt. JETP Lett. 86, 202 (2007)
- P.G. Baranov, A.P. Bundakova, A.A. Soltamova, S.B. Orlinskii, I.V. Borovykh, R. Zondervan, R. Verberk, J. Schmidt. Phys. Rev. B 83, 125203 (2011)
- M. Widmann, S.-Y. Lee, T. Rendler, N.T. Son, H. Fedder, S. Paik, L.-P. Yang, N. Zhao, S. Yang, I. Booker, A. Denisenko, M. Jamali, S. Ali Momenzadeh, I. Gerhardt, T. Ohshima, A. Gali, E. Janzen, J. Wrachtrup. Nature Mater. 14, 164 (2015)
- D.J. Christle, A.L. Falk, P. Andrich, P.V. Klimov, J.U. Hassan, N.T. Son, E. Janzen, T. Ohshima, D.D. Awschalom. Nature Mater. 14, 160 (2015)
- W.F. Koehl, B. Diler, S.J. Whiteley, A. Bourassa, N.T. Son, E. Janzen, D.D. Awschalom. Phys. Rev. B 95, 035207 (2017)
- B. Diler, S.J. Whiteley, C.P. Anderson, G. Wolfowicz, M.E. Wesson, E.S. Bielejec, F.J. Heremans, D. Awschalom. npj Quantum Inform. 6, 11 (2020)
- G. Wolfowicz, C.P. Anderson, B. Diler, O.G. Poluektov, F.J. Heremans, D.D. Awschalom. Sci. Adv. 6, 18 (2020).
- T. Bosma, G.J.J. Lof, C.M. Gilardoni, O.V. Zwier, F. Hendriks, B. Magnusson, A. Ellison, A. Gallstrom, I.G. Ivanov, N.T. Son, R.W.A. Havenith, C.H. van der Wal. npj Quantum Inform. 4, 48 (2018)
- Н.Г. Романов, В.В. Дьяконов, В.А. Ветров, П.Г. Баранов. ФТТ 31, 106 (1989)
- P.G. Baranov, V.V. Dyakonov, N.G. Romanov, V.A. Vetrov. Phys. Status Solidi B 159, K33 (1990)
- Ф.И. Алерс, П.Г. Баранов, Н.Г. Романов, И.М. Шпэт. ФТТ 30, 427 (1988)
- Е.В. Единач, А.Д. Криворучко, А.С. Гурин, М.В. Музафарова, И.В. Ильин, Р.А. Бабунц, Н.Г. Романов, А.Г. Бадалян, П.Г. Баранов. ФТП 54, 103 (2020)
- R.A. Babunts, V.A. Vetrov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, N.G. Romanov, V.A. Khramtsov, P.G. Baranov. Phys. Solid State 42, 5, 829 (2000)
- P.G. Baranov, I.V. Ilyin, E.N. Mokhov. Solid State Commun. 103, 291 (1997)
- П.Г. Баранов, И.В. Ильин, Е.Н. Мохов, В.А. Храмцов ФТТ 41, 865 (1999). [P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, V.A. Khramtsov. Phys. Solid State 41, 783 (1999)]
- П.Г. Баранов, И.В. Ильин, Е.Н. Мохов, А.Б. Певцов, В.А. Храмцов. ФТТ 41, 38 (1999).[G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, A.B. Pevtsov, V.A. Khramtsov. Phys. Solid State 41, 32 (1999)].
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.