与过渡金属相关的量子发射器在石AlN和GaN中
Kamil Czelej1,2, M Rey Lambert3, Mark E Turiansky4
1Faculty of Chemical and Process Engineering, Warsaw University of Technology, Ludwika Warynskiego 1, Warsaw 00-645, Poland.
ACS nano
|October 12, 2024
概括
在AlN和GaN中和的缺陷被确定为量子信息处理的有希望的偏磁自旋缺陷. 这些缺陷表现出狭窄的量子发射,使它们适合光学操纵和自旋量子比特应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子物理学 量子物理学 是一种量子物理学.
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 宽带间隙半导体中的偏磁过渡金属中心对于纳米光子学和量子信息处理至关重要.
- 发现可光学控制的偏磁自旋缺陷是一个关键的研究领域.
研究的目的:
- 研究Cr和Mn替代中心的电子结构和磁光学属性,在石AlN和GaN中.
- 确定负责观察到光发光的特定缺陷,并评估它们对量子应用的潜力.
主要方法:
- 使用最先进的混合密度函数理论 (DFT) 计算.
- 用于激发能量的受约束职业方法,经过完全活跃空间配置相互作用 (CASCI) 验证.
- 计算的零场分裂 (ZFS) 参数和模拟的光发光谱.
主要成果:
- 在AlN中确定了Cr,在GaN中确定了Mn,因为它们负责1.2 eV附近的狭窄量子发射.
- 确定这些中心的水平结构,稳定性,光学特征和磁性特性.
- 计算了ZFS参数,并提出了一个光学自旋极化协议.
结论:
- 在AlN和GaN中的Cr和Mn中心是旋转量子比特的有希望的候选者.
- 这些缺陷为量子信息处理中的光学操纵提供了潜在的可能性.
- 该研究为实验实现提供了理论基础.


