Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 10 » Статья стр. 1802
<<<>>>
Микроволново-оптическая спектроскопия поливалентных зарядовых состояний ионов переходных элементов в карбиде кремния
DOI: 10.61011/FTT.2023.10.56330.175
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. 1
1Физико-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.
PDF версия
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.
  1. K.F. Dombrowski, M. Kunzer, U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Phys. Rev. B 54, 7323 (1996)
  2. 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
  3. J. Baur, M. Kunzer, K.F. Dombrowski, U. Kaufmann, J. Schneider, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Mater.Sci. Eng. B 46, 313 (1997)
  4. 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)
  5. 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)]
  6. 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
  7. P.G. Baranov, V.A. Khramtsov, E.N. Mokhov. Semicond. Sci. Technol. 9, 1340 (1994)
  8. A. Gruber, A. Drabenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, C. von Borczyskowski. Science 276, 2012 (1997)
  9. P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, S.B. Orlinskii, J. Schmidt. JETP Lett. 82, 441 (2005)
  10. P.G. Baranov, A.P. Bundakova, I.V. Borovykh, S.B. Orlinskii, R. Zondervan, J. Schmidt. JETP Lett. 86, 202 (2007)
  11. 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)
  12. 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)
  13. 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)
  14. W.F. Koehl, B. Diler, S.J. Whiteley, A. Bourassa, N.T. Son, E. Janzen, D.D. Awschalom. Phys. Rev. B 95, 035207 (2017)
  15. 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)
  16. G. Wolfowicz, C.P. Anderson, B. Diler, O.G. Poluektov, F.J. Heremans, D.D. Awschalom. Sci. Adv. 6, 18 (2020).
  17. 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)
  18. Н.Г. Романов, В.В. Дьяконов, В.А. Ветров, П.Г. Баранов. ФТТ 31, 106 (1989)
  19. P.G. Baranov, V.V. Dyakonov, N.G. Romanov, V.A. Vetrov. Phys. Status Solidi B 159, K33 (1990)
  20. Ф.И. Алерс, П.Г. Баранов, Н.Г. Романов, И.М. Шпэт. ФТТ 30, 427 (1988)
  21. 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)
  22. 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)
  23. P.G. Baranov, I.V. Ilyin, E.N. Mokhov. Solid State Commun. 103, 291 (1997)
  24. 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)]
  25. 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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme