Ученые изучали азот-вакансионные центры в кристалле карбида кремния (SiC) политипа 6H, которые обладают уникальными квантовыми свойствами.
«В отличие от алмаза, доступного лишь в виде мелких кристаллов, карбид кремния — это высокотехнологичный промышленный полупроводник, для которого освоено выращивание восьмидюймовых 200-мм подложек. Это обстоятельство критически важно для создания масштабируемых квантовых устройств: крупные и высококачественные пластины позволяют применять стандартные методы микросистемной и полупроводниковой технологии, включая литографию, травление и ионную имплантацию. Такой подход открывает путь к массовому производству квантовых чипов с высоким уровнем интеграции, надежностью и повторяемостью параметров», — цитирует пресс-служба научного сотрудника молодежной НИЛ Фадиса Мурзаханова.
Эксперименты показали высокие значения коэффициента преобразования оптического излучения в спиновую намагниченность (k = 0,999), что позволяет использовать такие системы в качестве связующего элемента между спиновыми центрами и фотонами. Кроме того, спиновые дефекты демонстрируют длительное время «жизни» — до секундного диапазона, что важно для хранения квантовой информации.
Как отметила участница исследования Юлия Ермакова, оптические переходы в кристалле карбида кремния происходят в ближней инфракрасной области (1,1 тыс. — 1,3 тыс. нанометров), что делает их перспективными для квантовых коммуникаций на большие расстояния.
Исследования проводятся в сотрудничестве с Физико-техническим институтом им. А. Ф. Иоффе РАН — одним из мировых лидеров в области синтеза карбида кремния. «Квантовые технологии на данным момент имеют три основных направления — квантовые вычисления, коммуникации и сенсорика. В данном случае результаты будут полезны при разработке элементов преобразования квантовой информации между различными средами с эффективным переносом или преобразованием данных — в квантовых коммуникациях, сетях и спин-фотонных интерфейсах», — заключила участница исследования Екатерина Дмитриева.
