Издателям
Вышедшие номера
Электронная структура и пространственное распределение спиновой плотности мелких доноров азота в кристаллической решетке SiC
Министерство образования и науки Российской Федераци, федеральные целевые программы, 14.604.21.0083 (RFMEFI60414X0083)
Музафарова М.В. 1, Ильин И.В. 1, Анисимов А.Н. 1, Мохов Е.Н. 1, Солтамов В.А. 1, Баранов П.Г. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: pavel.baranov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 24 мая 2016 г.
Выставление онлайн: 19 ноября 2016 г.

Открытие уникальных магнитооптических свойств спиновых центров в карбиде кремния, дающих возможность управлять спинами малых массивов центров атомарных размеров вплоть до одиночных центров при комнатных температурах, с использованием техники оптического детектирования магнитного резонанса, поставило ряд проблем, среди которых одной из основных является создание условий, при которых минимизируются эффекты спиновой релаксации. Как показали исследования свойств спиновых азотно-вакансионных центров в алмазе, основной вклад в спиновую релаксацию вносит взаимодействие с донорами азота, являющихся основной примесью в алмазе. В карбиде кремния существует подобная проблема, поскольку основной фоновой примесью также являются доноры азота. Задачей настоящей работы является исследование пространственного распределения спиновой плотности доноров азота в двух основных политипах карбида кремния 4H-SiC и 6H-SiC, с целью использования этой информации для минимизации взаимодействия доноров азота со спиновыми центрами в карбиде кремния. Проанализированы результаты исследований методами магнитного резонанса и установлено распределение спиновой плотности на ближайших координационных сферах донора азота, занимающего положение углерода в карбиде кремния. Делается вывод, что спиновые центры в политипе 4H-SiC, включающие вакансию кремния, могут быть более устойчивы к взаимодействиям с неспаренными донорными электронами, поскольку в этом случае электроны не локализуются на ближайшей к спиновому центру координационной сфере. Работа была поддержана Министерством образования и науки РФ соглашение N 14.604.21.0083 (RFMEFI60414X0083).
  • A. Gruber, A. Drabenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, C. von Borczyskowski. Science 276, 2012 (1997)
  • F. Jelezko, I. Popa, A. Gruber, C. Tietz, J. Wrachtrup, A. Nizovtsev, S. Kilin. Appl. Phys. Lett. 81, 2160 (2002)
  • F. Jelezko, T. Gaebel, I. Popa, A. Gruber, J. Wrachtrup. Phys. Rev. Lett. 92, 076401 (2004)
  • F. Jelezko, J. Wrachtrup. Phys. Status Solidi A 203, 3207 (2006)
  • D.D. Awschalom, R. Epstein, R. Hanson. Sci. Am. 84-91 (2007)
  • D. Di Vincenzo. Nature Mater. 9, 468 (2010)
  • P.G. Baranov, I.V. Il'in, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, S.B. Orlinskii, J. Schmidt. JETP Lett. 82, 441 (2005)
  • P.G. Baranov, A.P. Bundakova, I.V. Borovykh, S.B. Orlinskii, R. Zondervan, J. Schmidt. JETP Lett. 86, 202 (2007)
  • J.R. Weber, W.F. Koehl, J.B. Varley, A. Janotti, B.B. Buckley, C.G. Van de Walle, D.D. Awschalom. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 107, 8513 (2010)
  • P.G. Baranov, A.P. Bundakova, A.A. Soltamova, S.B. Orlinskii, I.V. Borovykh, R. Zondervan, R. Verberk, J. Schmidt. Phys. Rev. B 83, 125203 (2011)
  • A.G. Smart, Phys. Today 65, 10 (2012)
  • W.F. Koehl, B.B. Buckley, F.J. Heremans, G. Calusine, D.D. Awschalom. Nature 479, 84 (2011)
  • V.A. Soltamov, A.A. Soltamova, P.G. Baranov, I.I. Proskuryakov. Phys. Rev. Lett. 108, 226402 (2012)
  • D. Riedel, F. Fuchs, H. Kraus, S. Vath, A. Sperlich, V. Dyakonov, A.A. Soltamova, P.G. Baranov, V.A. Ilyin, G.V. Astakhov. Phys. Rev. Lett. 109, 226402 (2012)
  • F. Fuchs, V.A. Soltamov, S. Vath, P.G. Baranov, E.N. Mokhov, G.V. Astakhov, V. Dyakonov. Sci. Rep. 3, 1637 (2013)
  • S. Castelletto, B. C. Johnson, A. Boretti. Adv. Opt. Mater. 1, 609 (2013)
  • A.L. Falk, B.B. Buckley, G. Calusine, W.F. Koehl, V.V. Dobrovitski, A. Politi, C.A. Zorman, P.X.L. Feng, D.D. Awschalom. Nature Commun. 4, 1819 (2013)
  • T.C. Hain, F. Fuchs, V.A. Soltamov, P.G. Baranov, G.V. Astakhov, T. Hertel, V. Dyakonov. J. Appl. Phys. 115, 133508 (2014)
  • A. Muzha, F. Fuchs, N.V. Tarakina, D. Simin, M. Trupke, V.A. Soltamov, E.N. Mokhov, P.G. Baranov, V. Dyakonov, A. Krueger, G.V. Astakhov. Appl. Phys. Lett. 105, 243112 (2014)
  • H. Kraus, V.A. Soltamov, D. Riedel, S. Vath, F. Fuchs, A. Sperlich, P.G. Baranov, V. Dyakonov, G.V. Astakhov. Nature Phys. 10, 157 (2014)
  • P.V. Klimov, A.L. Falk, B.B. Buckley, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 112, 087601 (2014)
  • A.L. Falk, P.V. Klimov, B.B. Buckley, V. Ivady, I.A. Abrikosov, G. Calusine, W.F. Koehl, A. Gali, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 112, 187601 (2014)
  • H. Kraus, V.A. Soltamov, F. Fuchs, D. Simin, A. Sperlich, P.G. Baranov, G.V. Astakhov, V. Dyakonov. Sci. Rep. 4, 5303 (2014)
  • V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, D.O. Tolmachev, R.A. Babunts, A.G. Badalyan, V.Yu. Davydov, E.N. Mokhov, I.I. Proskuryakov, S.B. Orlinskii, P.G. Baranov. Phys. Rev. Lett. 115, 247602 (2015)
  • A.L. Falk, P.V. Klimov, V. Ivady, K. Szasz, D.J. Christle, W.F. Koehl, A. Gali, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett. 114, 247603 (2015)
  • S.G. Carter, O.O. Soykal, P. Dev, S.E. Economou, E.R. Glaser. Phys. Rev. B 92, 161202 (2015)
  • D. Simin, F. Fuchs, H. Kraus, A. Sperlich, P.G. Baranov, G.V. Astakhov, V. Dyakonov. Phys. Rev. Appl. 4, 014009 (2015)
  • S.-Yu. Lee, M. Niethammer, J. Wrachtrup. Phys. Rev. B 92, 115201 (2015)
  • D.J. Christle, A.L. Falk, P. Andrich, P.V. Klimov, J. Hassan, N.T. Son, E. Janzen, T. Ohshima, D.D. Awschalom. Nature Mater. 14, 160 (2015)
  • M. Widmann, S.-Yu. Lee, T. Rendler, N.T. Son, H. Fedder, S. Paik, Li-Ping Yang, N. Zhao, S. Yang, I. Booker, A. Denisenko, M. Jamali, S. Ali Momenzadeh, I. Gerhardt, T. Ohshima, A. Gali, E. Janzen, J. Wrachtrup. Nature Mater. 14, 164 (2015)
  • В.С. Вайнер, В.А. Ильин. ФТТ 23, 3659 (1981)
  • G. Feher. Phys. Rev. 114, 1219 (1959)
  • R.C. Fletcher, W.A. Yager, G.L. Pearson, F.R. Merritt. Phys. Rev. 95, 844 (1954)
  • J.L. Ivey R.L. Mieher. Phys. Rev. B 11, 849 (1975)
  • A.V. Duijn-Arnold, J. Mol, R. Verberk, J. Schmidt, E.N. Mokhov, P.G. Baranov. Phys. Rev. B 60, 15829 (1999)
  • W.J. Choyke, L. Patrick. Phys. Rev. 127, 1868-1877 (1962); W.J. Choyke, D.R. Hamilton, L. Patrick. Phys. Rev. 133, A1163 (1964)
  • P.J. Colwell, M.V. Klein. Phys. Rev. B 6, 498 (1972)
  • H.H. Woodbury, G.W. Ludwig. Phys. Rev. 124, 1083 (1961); G.W. Ludwig, H.H. Woodbury. Solid State Phys. 13, 223 (1962)
  • G.E.G. Hardeman, G.B. Gerritsen. Phys. Rev. Lett. 20, 623 (1966)
  • L. Patrick. Phys. Rev. B 5, 2198 (1972); L. Patrick. Phys. Rev. 138, A1477 (1965)
  • E.N. Kalabukhova, N.N. Kabdin, S.N. Lukin. Sov. Phys. Solid State 29, 8 (1987)
  • S. Greulich-Weber, M. Feege, J.-M. Spaeth, E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, E.N. Mokhov. Solid State Commun. 93, 393 (1995)
  • S. Greulich-Weber. Phys. Status Solidi A 162, 95 (1997)
  • W. Kohn, J.M. Luttinger. Phys. Rev. 97, 1721 (1955)
  • W. Kohn. In: Solid State Phys. / Ed. by F. Seitz D. Turnbull. Academic Press Inc., N. Y. (1957). V. 5. 257-320
  • A.V. Duijn-Arnold, R. Zondervan, J. Schmidt, P.G. Baranov, E.N. Mokhov. Phys. Rev. B 64, 085206 (2001)
  • K. Szasz, X.T. Trinh, N.T. Son, E. Janzen, A. Gali. J. Appl. Phys. 115, 073705 (2014)
  • N.T. Son, E. Janzen, J. Isoya, S. Yamasaki. Phys. Rev. B 70, 193207 (2004)
  • D.V. Savchenko, E.N. Kalabukhova, V.S. Kiselev, J. Hoentsch, A. Poppl. Phys. Status Solidi B 246, 1908 (2009)
  • D.V. Savchenko, E.N. Kalabukhova, A. Poppl, B.D. Shanina. Phys. Status Solidi B 249, 2167 (2012)
  • P.G. Baranov, B.Ya. Ber, O.N. Godisov, I.V. Il'in, A.N. Ionov, E.N. Mokhov, M.V. Muzafarova, A.K. Kaliteevskii, M.A. Kaliteevskii, P.S. Kop'ev. Phys. Solid State 47, 2219 (2005); ФТТ 47, 12, 2127 (2005)
  • N.T. Son, J. Isoya, T. Umeda, I.G. Ivanov, A. Henry, T. Ohshima, E. Janzen. Appl. Magn. Res. 39, 49 (2010)
  • J.-M. Spaeth, J.R. Niklas, R.H. Bartram. Structural Analysis of Point Defect in Solids. Springer Ser. Solid State Sci. 43. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, N. Y. (1992)
  • E.N. Kalabukhova, S.N. Lukin, W.C. Mitchel. Mater. Sci. Forum 433-436, 499 (2003)
  • N.T. Son, J. Isoya, S. Yamasaki, E. Janzen. In: Book of Abstracts of the 5th Eur. Conf. Silicon Carbide Rel. Mater., Bolonga, Italy (2004). (CNR-IMM, Area Della Ricerca, Bologna, 2004)
  • J.R. Morton, K.F. Preston. J. Magn. Res. 30, 377 (1978)
  • W.V. Smith, P.P. Sorokin, I.L. Gelles, G.J. Lasher. Phys. Rev. 115, 1546 (1959)
  • K.L. Brower. Phys. Rev. Lett. 44, 1627 (1980)
  • K. Murakami, H. Kuribayashi, K. Masuda. Phys. Rev. B 38, 1589 (1988)
  • R.P. Messmer, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 7, 2568 (1973)
  • G.G. DeLeo, W.B. Fowler, G.D. Watkins. Phys. Rev. B 29, 3193 (1984)
  • S.T. Pantelides, W.A. Harrison, F. Yndurain. Phys. Rev. B 34, 6038 (1986)
  • F.G. Anderson. Phys. Rev. B 39, 5392 (1989).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.