Theory of optical spin-polarization of axial divacancy and nitrogen-vacancy defects in 4H-SiC

空位缺陷 材料科学 极化(电化学) 氮气 凝聚态物理 自旋极化 自旋(空气动力学) 物理 化学 电子 核物理学 量子力学 物理化学 热力学
作者
Guodong Bian,Gergő Thiering,Ádám Gali
出处
期刊:Physical review research [American Physical Society]
卷期号:7 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1103/physrevresearch.7.013320
摘要

The neutral divacancy and the negatively charged nitrogen-vacancy defects in 4H-silicon carbide (SiC) are two of the most prominent candidates for functioning as room-temperature quantum bits (qubits) with telecommunication-wavelength emission. Nonetheless, the pivotal role of electron-phonon coupling in the spin-polarization loop is still unrevealed. In this work, we theoretically investigate the microscopic magneto-optical properties and spin-dependent optical loops utilizing the first-principles calculations. First, we quantitatively demonstrate the electronic level structure, assisted by symmetry analysis. Moreover, the fine interactions, including spin-orbit coupling and spin-spin interaction, are fully characterized to provide versatile qubit functional parameters. Subsequently, we explore the electron-phonon coupling, encompassing dynamics- and pseudo-Jahn-Teller effects in the intersystem crossing transition. In addition, we analyze the photoluminescence lifetime based on the major transition rates in the optical spin-polarization loop. We compare two promising qubits with similar electronic properties, but their respective rates differ substantially. Finally, we detail the threshold of the optically detected magnetic resonance (ODMR) contrast for further optimization of the qubit operation. This work not only reveals the mechanism underlying the optical spin-polarization but also proposes productive avenues for optimizing quantum information processing tasks based on the ODMR protocol. Published by the American Physical Society 2025
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
震动的宛秋完成签到,获得积分10
1秒前
目渴发布了新的文献求助10
1秒前
FashionBoy的应助被潇洒的豪采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
LDJ发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
15389050279完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
5秒前
娜娜发布了新的文献求助10
6秒前
chen发布了新的文献求助10
6秒前
URNWD发布了新的文献求助10
7秒前
奇客完成签到,获得积分10
7秒前
炒面发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
酷波er的应助被目渴采纳,获得10
9秒前
bkagyin的应助被JraInYIu采纳,获得10
9秒前
田様的应助被LDJ采纳,获得10
10秒前
JamesPei的应助被LIMMI采纳,获得10
10秒前
糕糕在上发布了新的文献求助10
10秒前
三月完成签到,获得积分10
10秒前
独特的依云完成签到,获得积分10
11秒前
杏子发布了新的文献求助10
12秒前
在水一方的应助被yngzhnzn采纳,获得10
12秒前
荔枝多酚完成签到,获得积分10
12秒前
JamesPei的应助被sadsa采纳,获得10
13秒前
诚心小土豆完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
曾经蘑菇发布了新的文献求助10
14秒前
aajhajkahna举报cloud的求助涉嫌违规
16秒前
maguodrgon发布了新的文献求助100
16秒前
夏至发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
18秒前
科研通AI6.4的应助被couch采纳,获得10
18秒前
平静完成签到 ,获得积分10
18秒前
你好你好发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
The USSR and Eastern Europe : periodicals in Western languages / compiled by Paul L. Horecky and Robert G. Carlton 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7801708
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336064
关于积分的说明 20477942
捐赠科研通 7393217
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326667
关于科研通互助平台的介绍 2473505
邀请新用户注册赠送积分活动 2344677