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Room-temperature coherent manipulation of single-spin qubits in silicon carbide with a high readout contrast

National Science Review 2022年第5期9卷 89-98页

作者： Qiang Li Jun-Feng Wang Fei-Fei Yan Ji-Yang Zhou Han-Feng Wang He Liu Li-Ping Guo Xiong Zhou Adam Gali Zheng-Hao Liu Zu-Qing Wang Kai Sun Guo-Ping Guo Jian-Shun Tang Hao Li Li-Xing You Jin-Shi Xu Chuan-Feng Li Guang-Can Guo CAS Key Laboratory of Quantum Information University of Science and Technology of China CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics University of Science and Technology of China Key Laboratory of Artificial Micro-and Nano-structures of Ministry of Education and School of Physics and Technology Wuhan University Department of Atomic Physics Budapest University of Technology and Economics Wigner Research Centre for Physics State Key Laboratory of Functional Materials for Informatics Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology Chinese Academy of Sciences(CAS)

spin defects in silicon carbide(SiC) with mature wafer-scale fabrication and micro/nano-processing technologies have recently drawn considerable *** room-temperature single-spin manipulation of colour centres in SiC has been demonstrated,the typically detected contrast is less than 2%,and the photon count rate is also ***,we present the coherent manipulation of single divacancy spins in 4 H-SiC with a high readout contrast(-30%) and a high photon count rate(150 kilo counts per second)under ambient conditions,which are competitive with the nitrogen-vacancy centres in *** between a single defect spin and a nearby nuclear spin is also *** further provide a theoretical explanation for the high readout contrast by analysing the defect levels and decay *** the high readout contrast is of utmost importance in many applications of quantum technologies,this work might open a new territory for SiC-based quantum devices with many advanced properties of the host material.

关键词： silicon carbide single divacancy defects spin coherent control high readout contrast bright photon emission

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