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将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱,我们验证了 SnV 的反演对称电子结构,识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁,表征了跃迁线宽,测量了电子自旋寿命,并评估了自旋失相时间。我们发现,即使在纳米制造结构中,光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制,指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒,相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性,而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性,无需稀释制冷,是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
将相干光学跃迁与长寿命自旋量子比特耦合的固态量子发射器对于量子网络至关重要。我们在此报告了金刚石纳米结构中单个锡空位 (SnV) 中心的自旋和光学特性。通过低温磁光和自旋光谱,我们验证了 SnV 的反演对称电子结构,识别了自旋守恒和自旋翻转跃迁,表征了跃迁线宽,测量了电子自旋寿命,并评估了自旋失相时间。我们发现,即使在纳米制造结构中,光学跃迁也与辐射寿命极限一致。自旋寿命受声子限制,指数温度缩放导致 T 1 > 10 毫秒,相干时间 T 2 在冷却至 2.9 K 时达到核自旋浴极限。这些自旋特性超过了其他反演对称色心的自旋特性,而这些色心的类似值需要毫开尔文温度。 SnV 结合了相干光学跃迁和长自旋相干性,无需稀释制冷,是可行且可扩展的量子网络应用的有希望的候选者。
含有带负电的氮空位中心 (NV − ) 的纳米金刚石可用作生物材料中的局部传感器,并已被提议作为探测空间叠加的宏观极限和引力的量子性质的平台。这些应用的一个关键要求是获得含有 NV − 并具有长自旋相干时间的纳米金刚石。与蚀刻柱不同,使用研磨来制造纳米金刚石可以一次处理块状材料的整个 3D 体积,但到目前为止,NV − 自旋相干时间有限。在这里,我们使用通过 Si 3 N 4 球磨化学气相沉积生长的块状金刚石生产的天然同位素丰度纳米金刚石,平均单一替代氮浓度为 121 ppb。我们表明,这些纳米金刚石中 NV − 中心的电子自旋相干时间在室温下在动态解耦的情况下可以超过 400 µ s。扫描电子显微镜提供了含有 NV − 的特定纳米金刚石的图像,并测量了其自旋相干时间。
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摘要 —基于密度泛函理论(DFT)计算,提出了一种关于HfO 2 基铁电器件中氧空位(Vo)的新机制。在该机制中,除了已知的o相HfO 2 之外,m相HfO 2 中的Vo不仅作为电子陷阱而且也表现出铁电性。而“唤醒”过程中剩余极化的增加主要归因于这部分Vo-m相HfO 2 铁电单元。基于新机制,开发了动力学蒙特卡罗(KMC)模拟器来量化在HfO 2 基铁电器件中观察到的典型电场循环行为,包括唤醒、疲劳、分裂和击穿效应。这种新的认识建立了Vo与循环行为之间的关系,并进一步揭示了掺杂剂与HfO 2 基铁电器件唤醒特性之间的联系。
作为非易失性记忆设备的有前途的候选人,基于Hafnia的铁电系统最近一直是一个热门研究主题。尽管在过去十年中取得了显着进步,但耐力问题仍然是其最终应用的障碍。在基于钙钛矿的铁电磁体中,例如研究良好的PB [Zr X Ti 1-X] O 3(PZT)家族,在电荷缺陷(例如氧气空位)与移动域的相互作用的框架内讨论了极化疲劳,尤其是在电极界面上,尤其是在转换过程中。武装在这种背景下,设定了一个假设,以检验类似的机制可以与基于Hafnia的铁电机一起发挥作用。导电钙钛矿LA-SR-MN-O用作建立LA 0.67 SR 0.33 MNO 3 / HF 0.5 Zr 0.5 O 2(HZO) / LA 0.67 SR 0.67 SR 0.67 SR 0.33 MNO 3 MNO 3式结构的接触电极。纳米级X射线差异在单个电容器上进行,并在双极切换过程中证明了从极性O期向非极性M期的结构相变。已在不同的氧空位浓度下计算了多相HZO的能量格局。基于理论和实验结果,发现在电循环过程中由氧空位再分配引起的极性到非极相变,这可能是HZO疲劳的一种解释。
本工作采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术分别在GaN模板和蓝宝石衬底上沉积β-Ga 2 O 3 薄膜,制备相应的β-Ga 2 O 3 薄膜金属-半导体-金属(MSM)光电探测器(PD)。比较这两种异质外延β-Ga 2 O 3 薄膜PD的性能,发现氧空位是造成差异的原因。GaN上β-Ga 2 O 3 PD的响应度随叉指间距的增加而增大,而蓝宝石上β-Ga 2 O 3 PD的行为则相反。提出了MSM结构的光电导模型,表明氧空位在上述观察中起着关键作用。同时,氧空位对光生空穴的捕获不仅增强了响应度,而且延迟了响应时间。该工作为异质外延β-Ga2O3薄膜PD的进一步优化奠定了基础。
为了模拟 NV 自旋对 MW 场(特别是磁场分量)的响应,使用量子主方程方法推导出理论方程。在室温下,NV 自旋包含 NV − 的基态和激发自旋三重态、NV − 的两个中间态以及两个 NV 0 态。由于 1 A 1 的自旋寿命远小于 1 E 的寿命(参见正文),因此单重态实际上被假定为一个状态(1 E)。NV 0 态的包含解释了导致电荷状态切换的电离效应。在 NV 0 态下,它可以被光泵送回 NV − 的基态三重态。图 S.I.1 显示了由九个能级组成的 NV 能量图。如果忽略电离效应,在简并三重态的情况下,可以使用具有更少能级的更简单的模型。建模 ODMR 的基本状态是 NV − 的基态、中间态和激发态。但是,由于 NV 0 和 NV − 之间的跃迁速率
08 Jan 25 菲尼克斯天港国际机场,亚利桑那州 53F 2 VI 07 Jan 25/1919 2 VI 07 Jan 25/1919 07 Jan 25 特拉维斯空军基地,加利福尼亚州 53F 3 VI 07 Jan 25/2004 3 VI 07 Jan 25/2004 07 Jan 25 特拉维斯空军基地,加利福尼亚州 53F 4 VI 04 Jan 25/1600 4 VI 04 Jan 25/1600 07 Jan 25 洛杉矶湖畔 10F 3 VI 07 Jan 25/2300 3 VI 07 Jan 25/2300 07 Jan 25 佐治亚州多宾斯 ARB 0F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 06 Jan 25 安德鲁斯空军基地,马里兰州53F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 06 1 月 25 日 马里兰州安德鲁斯空军基地 53F 1 VI 05 1 月 25/0511 1 VI 05 1 月 25/0511 05 1 月 25 日 内利斯空军基地,内华达州 52F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 04 1 月 25 日 夏威夷州丹尼尔·K·井上国际机场 53F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 03 1 月 25 日 伊利诺斯州斯科特空军基地 52F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 02 1 月 25 日 佛蒙特州伯灵顿 0F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 02 1 月 25 日 夏威夷州丹尼尔·K·井上国际机场 53F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 01 月 25 日 无定期航班 N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A 31 月 24 日 Daniel K Inouye Intl, HI 0F 0 N/AN/A 0 N/AN/A 30 月 24 日 无定期航班 N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A 29 月 24 日 无定期航班 N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/AN/A 28 月 24 日 Andrews AFB, MD 53F 1 VI 28 月 24/0900 1 VI 28 月 24/0900 27 月 24 日 Hickam AFB, HI 20F 20 VI 27 月 24/1300 20 VI 27 月 24/1300 26 月 24 日 无定期航班 N/AN/AN/AN/AN/AN/AN/AN