中國粉體網(wǎng)訊 中國科學(xué)院院士,、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦團(tuán)隊(duì)在碳化硅色心自旋操控研究中取得新進(jìn)展,。該團(tuán)隊(duì)李傳鋒、許金時,、王俊峰等人與其合作者在國際上首次實(shí)現(xiàn)了碳化硅中氮-空位（NV）色心的室溫相干操縱,，并且實(shí)現(xiàn)了單個NV色心的可控制備和光探測磁共振譜的探測。這種色心的發(fā)光波長在通訊波段,，在量子通信和量子網(wǎng)絡(luò)中具有重要用途,。該成果于6月1日發(fā)表于國際物理學(xué)期刊《物理評論快報(bào)》，并被美國物理學(xué)家組織網(wǎng)Phys.org專題報(bào)道,。
具有通訊波段熒光和可調(diào)控自旋的固態(tài)色心體系是遠(yuǎn)距離量子中繼和分布式量子計(jì)算的重要平臺,。碳化硅色心自旋操控是近幾年新興的研究方向。碳化硅是一種應(yīng)用廣泛的寬禁帶半導(dǎo)體材料,，有成熟的生長和微納加工藝以及摻雜技術(shù),，并且晶型多樣，可供研究的色心類型非常豐富,。而且在相同條件下碳化硅色心自旋的相干時間要比金剛石NV色心的長,。基于碳化硅色心自旋的量子器件十分適合光電集成以及產(chǎn)業(yè)化,。
研究組通過優(yōu)化注入條件和退火溫度實(shí)現(xiàn)了碳化硅中NV色心濃度的6倍增強(qiáng),，從而有效地排除了其他色心的干擾。在此基礎(chǔ)上,，研究組實(shí)現(xiàn)了碳化硅NV色心系綜的室溫光探測磁共振譜的檢測,，并且實(shí)現(xiàn)了室溫自旋相干操縱,，其相干時間T2達(dá)到17.1 μs。而且發(fā)現(xiàn)其退相位時間T2*隨著注入劑量的增加而降低,。研究組還進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了單個NV色心陣列的制備和光探測磁共振譜的檢測,。本實(shí)驗(yàn)為利用加工技術(shù)成熟的碳化硅材料中的NV色心實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展量子信息處理奠定了重要基礎(chǔ)。
該工作得到審稿人的高度評價：“這是第一篇關(guān)于室溫的碳化硅中NV色心報(bào)道,，尤其是觀測和證明了單個NV色心”,，“我認(rèn)為這些結(jié)果意義重大，將會引起很多研究色心體系的量子信息物理學(xué)家的興趣,�,！痹摴ぷ鞅幻绹锢韺W(xué)家組織網(wǎng)Phys.org 以Manufacturing-friendly SiC boasts quantum credentials at telecom wavelengths 為題專題報(bào)道。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/漫道）
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