Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2026, выпуск 1 » Статья стр. 32
<<<>>>
NV- дефекты в карбиде кремния для квантовой магнитометрии
Нагалюк С.С.1, Казарова О.П.1, Косач П.А.2, Мохов Е.Н.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт физики, Казанский федеральный университет, Казань, Россия
Email: siclab@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 21 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 21 ноября 2025 г.
Принята к печати: 27 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.
PDF версия
Спиновые и оптические свойства азотно-вакансионного дефекта (NV- дефекта) в алмазе легли в основу создания на его основе твердотельных квантовых магнитометров с оптической накачкой. Недавно значительный прогресс был достигнут в исследованиях NV- дефектов в SiC, являющимися прямыми аналогами NV- в алмазе. В данной работе представлены результаты исследования когерентных свойств NV-дефектов в кристаллах SiC с природным и пониженным содержанием магнитных ядер 29Si. Показано, что снижение концентрация магнитных изотопов кремния позволяет улучшить когерентные характеристики NV-центров. Проведен сравнительный анализ эффективного времени поперечной релаксации (T2*) NV-дефектов в обеих типах матриц с целью оценки их пригодности для применения в квантовой магнитометрии, особенно в контексте недавнего прогресса в создании высокостабильных NV-дефектов в наноразмерных структурах SiC. Ключевые слова: Нитрид алюминия р-типа, диффузия бериллия, оптическое поглощение.
  1. R. Budakian, A. Finkler, A. Eichler, M. Poggio, C.L. Degen, S. Tabatabaei, I. Lee, P-C. Hammel, S.P. Eugene, T.H. Taminiau, R.L. Walsworth, P. London, A. Bleszynski Jayich, A. Ajoy, A. Pillai, J. Wrachtrup, F. Jelezko, Y. Bae, A.J. Heinrich, C.R. Ast, P. Bertet, P. Cappellaro, C. Bonato, Y. Altmann, E. Gauge. Nanotechnology, 35, 41 (2024)
  2. F. Casola, T. van der Sar, A. Yacoby. Nat. Rev. Mater. 3, 17088 (2018)
  3. A.K. Dmitriev, A.K. Vershovskii. Technical Physics 65, 8, 1301-1306 (2020)
  4. R.A. Babunts, A.A. Soltamova, D.O. Tolmachev, V.A. Soltamov, A.S. Gurin, A.N. Anisimov, V.L. Preobrazhenskii, P.G. Baranov. JETP Lett. 95, 8, 429-432 (2012)
  5. S.A. Tarasenko, A.V. Poshakinskiy, D. Simin, V.A. Soltamov, E.N. Mokhov, P.G. Baranov, V. Dyakonov, G.V. Astakhov. Phys. Status Solidi B 255, 1 (2018)
  6. K.V. Likhachev, M.V. Uchaev, I.P. Veyshtort, A.V. Batueva, A.S. Gurin, R.A. Babunts, P.G. Baranov. J. Appl. Phys. 137, 015701 (2025)
  7. S. Vaidya, X. Gao, S. Dikshit, I. Aharonovich, T.Li. Advances in Physics: X 8 (2023)
  8. A. Gottscholl, M. Diez, V. Soltamov, C. Kasper, D. Krause, A. Sperlich, M. Kianinia, C. Bradac, I. Aharonovich, V. Dyakonov. Nat. Commun. 12, 4480 (2021)
  9. M.W. Doherty, N.B. Manson, P. Delaney, F. Jelezko, J. Wrachtrup, L. CL Hollenberg. Phys. Rep. 528, 1, 1-45 (2013)
  10. D. Budker, M. Romalis. Nat. Phys. 3, 227 (2007)
  11. V.M. Acosta, E. Bauch, M.P. Ledbetter, C. Santori, K.-MC. Fu, P.E. Barclay, R.G. Beausoleil, H. Linget, J.F. Roch, F. Treussart, S. Chemerisov, W. Gawlik, D. Budker. Phys. Rev. B 80, 115202 (2009)
  12. J.H.N. Loubser, J.A. van Wyk, Rep. Progr. Phys. 41, 1202 (1978)
  13. J.F. Barry, J.M. Schloss, E. Bauch, M.J. Turner, C.A. Hart, L.M. Pham, R.L. Walsworth, Rev. Mod. Phys. 92, 015004 (2020)
  14. S.V. Bolshedvorskii, S.A. Tarelkin, V.V. Soshenko, I.S. Cojocaru, O.R. Rubinas, V.N. Sorokin, V.G. Vins, A.N. Smolyaninov, S.G. Buga, A.S. Galkin, T.E. Drozdova, M.S. Kuznetsov, S.A. Nosukhin, A.V. Akimov. Phys. Status Solidi RRL, 1, 7, 2200415 (2023)
  15. R. Schirhagl, K. Chang, M. Loretz, C.L. Degen. Annu. Rev. Phys. Chem. 65, 83-105 (2014). 10.1146/annurev-physchem-040513-103659
  16. D.R. Glenn, R.R. Fu, P. Kehayias, D. Le Sage, E.A. Lima, B.P. Weiss, R.L. Walsworth. Geochem. Geophys. Geosyst. 18, 3254 (2017)
  17. A. Grosz, M.J. Haji-Sheikh, S.C. Mukhopadhyay. High Sensitivity Magnetometers (Springer, N. Y.), (2017)
  18. I. Schwartz, J. Rosskopf, S. Schmitt, B. Tratzmiller, Q. Chen, L.P. McGuinness, F. Jelezko, M.B. Plenio. Sci. Rep. 9, 6938 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-43404-2
  19. V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, A.N. Anisimov, H. Singh, A.P. Bundakova, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii, E.N. Mokhov, D. Suter, P.G. Baranov. Phys. Rev. B, 103, 195201 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevB.103.195201
  20. 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)
  21. D. Awschalom, R. Hanson, J. Wrachtrup, B.B. Zhou. Nat. Photonics, 12, 516-527 (2018). DOI: 10.28/s411566-188-0232-1
  22. X. Chen, X. Yang, X. Xie, Y. Peng, L. Xiao, C. Shao, H. Li, X. Hu, X. Xu. Light: Science \& Applications (2023). 12:28 Official journal of the CIOMP 2047-7538 https://doi.org/10.1038/s41377-022-01037-7
  23. H.I. Helava, E.N. Mokhov, O.A. Avdeev, M.G. Ramm, D.P. Litvin, A.V. Vasiliev, A.D. Roenkov, S.S. Nagalyuk, Y. Makarov. Mater. Sci. Forum 742, 85-90 (2013)
  24. https://www.powerwaywafer.com/4h-semi-insulating-sic.html
  25. P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, S.B. Orlinskii, J. Schmidt. JETP Lett. 82, 441 (2005)
  26. V.S. Vainer, V.A. Il'in. Sov. Phys. Solid State 23, 2126 (1981)
  27. A. Csore, H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, A. Gali. Phys. Rev. B, 96, 085204 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevB.96.085204
  28. Kh. Khazen, H.J. von Bardeleben, S.A. Zargaleh, J.L. Cantin,1 Mu Zhao, W. Gao, T. Biktagirov, U. Gerstmann. Phys. Rev. B, 100, 205202 (2019)
  29. F.F. Murzakhanov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii, H.J. von Bardeleben, T. Biktagirov, U. Gerstmann, V.A. Soltamov. Phys. Rev. B, 103, 245203 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevB.103.245203
  30. S.I. Sato, T. Narahara, Y. Abe, Y. Hijikata, T. Umeda, T. Ohshima. J. Appl. Phys., 126, 083105 (2019). DOI: 10.1063/1.5099327
  31. Ф.Ф. Мурзаханов, Ю.А. Успенская, Е.Н. Мохов, О.П. Казарова, В.В. Козловский, В.А. Солтамов. ФTT 66, 4, 537-541 (2024)
  32. V.A. Norman, S. Majety, A.H. Rubin, P. Saha, N.R. Gonzalez, J. Simo, B. Palomarez, L. Li, P.B. Curro, S. Dhuey, S. Virasawmy, M. Radulaski. ACS Photonics 12, 5, 2604-2611 (2025)
  33. J.-F. Wang, F.-F. Yan, Q. Li, Z.-H. Liu, H. Liu, G.-P. Guo, L.-P. Guo, X. Zhou, J.-M. Cui, J. Wang, Z.-Q. Zhou, X.-Y. Xu, J.-S. Xu, C.-F. Li, G.-C. Guo. Phys. Rev. Lett. 124, 223601 (2020)
  34. A.L. Falk, B. B. Buckley, G. Calusine, W.F. Koehl, V.V. Dobrovitski, A. Politi, C.A. Zorman, P.X.-L. Feng, D.D. Awschalom. Nat. Commun. 4, 1819 (2013). https://doi.org/10.1038/ncomms2854
  35. Ю.Е. Ермакова, И.Н. Грачева, Ф.Ф. Мурзаханов, А.Н. Смирнов, И.А. Елисеев, О.П. Казарова, Г.В. Мамин, М.Р. Гафуров. Письма в ЖЭТФ 122, 1-2, 116-122 (2025)
  36. H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, E. Rauls, U. Gerstmann. Phys. Rev. B 92, 064104 (2015).

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme