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中科大推动碳化硅材料在量子领域应用
发布时间:
2023-07-08
从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队的李传锋、许金时等人，利用表面等离激元大幅增强了单个碳化硅自旋色心荧光亮度，并利用共面波导的特性大幅提高了自旋操控效率。相关研究成果日前在线发表于《纳米快报》。
固态自旋色心是用于量子信息处理的重要体系，其荧光亮度是迈向实用化量子应用的重要参数。李传锋、许金时研究组独辟蹊径，利用等离激元实现碳化硅中自旋色心的荧光增强。
研究组还利用反应离子刻蚀工艺调控薄膜厚度，从而精确控制近表面色心与共面波导的距离，研究最佳作用范围。除了产生表面等离激元，共面金波导还可用来高效辐射微波，从而大幅提高自旋操控效率。
研究组还深入研究了荧光增强机制，不仅验证了表面等离激元是通过提高色心能级的辐射跃迁速率来增强荧光亮度，而且发现在作用距离逐渐缩小的过程中，表面等离激元的淬灭效应会导致色心荧光亮度发生衰减。
该项研究工作首次实现了碳化硅薄膜中近表面自旋色心荧光的等离激元增强。共面金波导制备简单，无需复杂的增强结构与对准工艺，并且该方法也适用于碳化硅中其他自旋色心的荧光增强。这项技术将有力推动碳化硅材料在量子领域的应用。
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