Realization of an entangled photon-pair emitting device using silicon carbide semiconductor

使用碳化硅半导体实现纠缠光子对发射器件

• 批准号: 22K18292
• 负责人: 土方 泰斗
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18292/
• 关键词: 炭化ケイ素(SiC); もつれ光子対; 単一光子源; MOS界面; 炭化ケイ素(SiC)半導体; 量子暗号通信

第一原理計算を駆使して３準位系を有する表面SPSの欠陥構造を特定し，その形成エネルギーの計算から欠陥形成に適した酸化プロセスを構築していく．応募者らが過去に行った酸素関連欠陥の形成エネルギーの計算結果よると，最表面Siサイトに酸素が入った欠陥(OSi(1))は３準位系を有し，酸素化学ポテンシャルの高い領域で形成エネルギーが低いため，十分な酸素供給量を有する雰囲気（高圧酸素雰囲気下等）での酸化を行うことで優先的に形成されると予想される．本年度ではこのことを検証するため，酸素圧を変えて表面SPSを形成したいくつかの試料を用意し，それぞれの試料に対し多数の発光点の発光スペクトルを取得し、統計処理を行う．なお，PLスペクトルは可視域と赤外域の両方で取得し，３準位系SPS形成を検証する．なお，表面SPSの観察には研究室既存の共焦点蛍光顕微鏡を用いる．酸素圧を0.3－2atmまで変えて試料を作製し，それぞれの試料で多数の表面SPSと思われる発光点の発光スペクトルを測定したところ，0.3－1atmでは発光スペクトルに関しては特段の差異は見られなかったが，唯一2atmの場合で可視域でのスペクトル強度が弱いという結果が得られた．なお，PLマッピングや光子相関測定から得られる発光強度は他の圧力と遜色はないため，2atmでは今回観測しなかった長波長側で発光していたことが示唆される．このことは，第１原理計算によって指摘された３準位系SPS形成を裏付ける結果である．

使用第一原理计算鉴定出具有三个水平的表面SP的缺陷结构，并且根据地层能量的计算，构建了适合缺陷形成的氧化过程。根据申请人过去所做的与氧相关缺陷的形成能计算的结果，在顶表面上含有氧气的缺陷（OSI（1））具有三个水平系统，并且在该区域中具有低氧化学物质的区域，并且具有高氧化学势的氧气，因此可以预期的是，氧气供应高度，因此它们会在氧化范围内，因此它们具有氧化的高度，因此它们具有氧化的高度，因此，它们的氧化能力是在综合杂物中，因此yourse y compersy in a Ofe y air均具有一定的氧化能力。氧气气氛）。为了验证这一点，在今年，我们准备了几个样品，这些样品是由氧气压力变化的表面SP，并为每个样品获得许多发射点的发射光谱并执行统计处理。 PL光谱均在可见的和红外区域中获得，并验证了三级SP的形成。此外，实验室的现有共聚焦荧光显微镜用于观察表面SP。通过将氧气压力更改为0.3-2ATM来制备样品，并在每个样品中测量似乎是表面SP的光的发射光谱。尽管在0.3-1atm的发射光谱中未发现特殊的差异，但唯一的结果是，在2ATM的情况下，可见范围内的光谱强度较弱。此外，由于从PL映射和光子相关测量获得的发射强度与其他压力相当，因此建议在2ATM处发射发射，这次没有观察到长波长侧。这是支持第一个原理计算指出的三级SP形成的结果。