Generation of arbitrary polarized single-photons by injection of spin electric current to a silicon carbide MOS device

通过向碳化硅 MOS 器件注入自旋电流生成任意偏振单光子

• 批准号: 22H01517
• 负责人: 土方 泰斗
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01517/
• 关键词: 炭化ケイ素(SiC); 単一光子源; スピン電流; 偏光; MOS界面; 単一光子源(SPS); スピン電流注入; 円偏光; 炭化ケイ素

SiC基板の熱酸化によってMOS界面に表面単一光子源(SPS)を形成し，酸化温度などの酸化条件を最適化する．なお，SPSの評価にはフォトルミネッセンス(PL)測定に加え，光子相関測定における単一光子純度および生成レートを指標に用いた．また，既存の共焦点蛍光顕微鏡(CFM)に偏光解析システムを導入し，各表面SPSの偏光特性データを取得していく．以上の計画を踏まえ実験を行った結果，通常の六方晶表面に表面SPSを形成した場合，面に平行な偏光方向を有する直線偏光の発光が観測され，その偏光角は基板の結合軸と平行であった．また，多数の表面SPSの偏光特性を調査したところ，互いに120°異なる基板３回対称構造に起因した３種類の偏光角を持つSPSがそれぞれ1/3の出現率で観測された．このことは，表面SPSが最表面原子のバックボンドに形成される複合欠陥であり，表面ボンドよりもバックボンドに形成され易いことを示唆している．実験的に同定された表面SPSに対して，詳細な物性値を第１原理計算により求め，SiC/酸化膜界面と表面SPSのモデル化を実施した．その結果，酸素ポテンシャルエネルギーが小さくなるほどSi置換酸素(O_Si)ができ易く，逆にそれが大きくなるほどO_Cができ易くなる事がわかった．また，発光準位の計算結果より，この二つの点欠陥が最もエネルギー的に安定した構造であり，表面SPSの構造として有力候補であることが示唆された．SiC MOS界面へのスピン注入を目指し，Niを磁化膜として採用し，既にSiC低抵抗n型オーミック接合で実績のあるNi/SiC接合を形成した．このような電極構造を有したデバイスを作製し，スピンバルブ測定を行い，スピン偏極電流を評価した．その結果，期待通りのスピン電流注入に伴うデバイス内部の電界は現れなかった．

The SiC substrate is acidified, the surface of the MOS interface is formed by one photon source (SPS), the acidizing temperature is acidified, the acidizing condition is optimized, the SPS substrate is activated, the PL is measured, the photon phase is measured, the photon density is measured, and the temperature is generated. The existing confocal polarizing micrometer (CFM) is used to analyze the polarization characteristics of each surface SPS, and the polarizing properties of each surface are measured. The above results show that the SPS on the surface of hexagonal crystal usually forms a close bond, and the parallel polarizing direction of the surface has a parallel polarizing effect. The polarizing angle of the substrate is combined with parallel polarization. the polarizing properties of most of the surface SPS are sensitive, and the polarizing angle of the substrate 3 is called the cause of the polarization. the output rate of the SPS substrate is higher than that of the substrate, and the surface SPS is the most surface atom on the surface. The surface properties of the SiC/ acidified film were calculated according to principle 1. The results showed that the surface SPS of the acidified film interface was changed. The results show that the acid concentration is different from that of the Si acid solution. In the first place, the results of the calculation of optical alignment, the results of the calculation, the results of the calculation, the results of the calculation, Both the SiC low-resistance n-type thermal junction, the protective Ni/SiC joint, the generator, the device, the device, the generator, the generator,