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

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．

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．