可用作量子比特的一种负价态VSiON缺陷中心

摘要：

γ相Si3N4是一种超硬氮基化合陶瓷材料,在其尖晶石结构中硅原子分别占据四面体于八面体配位格点.基于第一性原理计算,研究了这种材料之中一种氧空位复合体VSiON缺陷中心的不同价态下自旋极化的电子结构以及能量稳定性,其中该缺陷中心由四面体配位的硅空位复合紧邻替位氧原子而成.发现负一价态的该缺陷中心VSiO-N1在p型主体材料中是较为稳定的存在,并满足净自旋S=1的基态三重态,以及低激发能量的自旋守恒跃迁.通过平均场近似,将其在绝对零度下的自旋相干寿命估计为0.4s,室温下可达毫秒量级.因此理论上表明了VSiON1缺陷中心是可用作量子比特的相干操控的潜在候选者.

关键词：第一性原理计算、自旋极化电子结构、自旋相干时间、色心的量子比特操控

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家杰出青年科学基金61425004

在线出版日期：2017-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：97-106