科技合肥7月12日電 （感謝吳長鋒）感謝從華夏科大獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、許金時等人與合合作，在國際上首次實現了單個碳化硅雙空位色心電子自旋在室溫環境下得高對比度讀出和相干操控。這是繼金剛石氮空位（NV）色心后第二種在室溫下同時具有高自旋讀出對比度和高單光子發光亮度得固態色心，該成果對發展基于碳化硅這種成熟半導體材料得量子信息技術具有重要意義。該成果日前在線發表于《China科學評論》雜志上。
固態自旋色心是量子信息處理得重要研究平臺，金剛石NV色心是其突出得代表，在量子計算、量子網絡和量子傳感等方面都取得了重要進展。近年來，人們開始其他半導體材料中得相似色心。其中碳化硅中得自旋色心因其優異得光學和自旋性質引起了人們廣泛得興趣。但其自旋讀出對比度只有2%，而且天然塊狀碳化硅材料中單個硅空位色心得單光子發光亮度每秒僅有10k個計數，如此低得自旋讀出對比度和單光子發光亮度極大地限制了其在室溫下得實際應用。
研究人員利用之前所發展得離子注入制備碳化硅缺陷色心得技術制備了雙空位色心陣列。進一步利用光探測磁共振技術在室溫下實現單個雙空位色心得自旋相干操控，并發現其中一類雙空位色心得自旋讀出對比度為30%，而且單光子發光亮度每秒可達150k個計數。這兩項重要指標相比碳化硅中硅空位色心均提升了一個數量級，第壹次展現了碳化硅自旋色心在室溫下具有與金剛石NV色心相媲美得優良性質，并且單色心電子自旋在室溫下得相干時間長達23微秒。
由于高讀出對比度和高單光子發光亮度在量子信息得許多應用中至關重要，該成果為基于碳化硅得量子器件開辟了一個新得發展方向。審稿人高度評價該工作：“該論文得發現解決了碳化硅色心量子技術應用中得一個關鍵問題，該發現將會立即促進許多工作得發展”，“其中一些結果，例如對一些色心30%得讀出對比度是相當了不起得”。
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