Coherent control of single spins in silicon carbide at room temperature
Coherent control of single spins in silicon carbide at room temperature
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DOI：
10.1038/nmat4145
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发表时间：
2015-02-01
期刊：
影响因子：
41.2
通讯作者：
Wrachtrup, Joerg
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Widmann, Matthias;Lee, Sang-Yun;Wrachtrup, Joerg
固体中的自旋是量子自旋电子学的基础元素（1）。领先的竞争者，如金刚石中的缺陷（2-5）或硅中的单个磷掺杂剂（6）已经显示出惊人的进展，但要么缺乏成熟的纳米技术，要么缺乏有效的自旋/光子界面。碳化硅（SiC）结合了两种系统的优点（5）：它具有大的带隙和深缺陷（7-9），并受益于成熟的制造技术（10-12）。在这里，我们报告的光致发光和光学自旋极化的SiC中的单硅空位的表征，并证明，单自旋可以在室温下解决。我们显示了一个单一的缺陷自旋的相干控制，并发现在环境条件下的长自旋相干时间。我们的研究提供了证据，SiC是一个有前途的系统，原子尺度的自旋电子学和量子技术。
Spins in solids are cornerstone elements of quantum spintronics(1). Leading contenders such as defects in diamond(2-5) or individual phosphorus dopants in silicon(6) have shown spectacular progress, but either lack established nanotechnology or an efficient spin/photon interface. Silicon carbide (SiC) combines the strength of both systems(5):it has a large bandgap with deep defects(7-9) and benefits from mature fabrication techniques(10-12). Here, we report the characterization of photoluminescence and optical spin polarization from single silicon vacancies in SiC, and demonstrate that single spins can be addressed at room temperature. We show coherent control of a single defect spin and find long spin coherence times under ambient conditions. Our study provides evidence that SiC is a promising system for atomic-scale spintronics and quantum technology.