Открытие уникальных магнитооптических свойств спиновых центров в карбиде кремния, дающих возможность управлять спинами малых массивов центров атомарных размеров вплоть до одиночных центров при комнатных температурах, с использованием техники оптического детектирования магнитного резонанса, поставило ряд проблем, среди которых одной из основных является создание условий, при которых минимизируются эффекты спиновой релаксации. Как показали исследования свойств спиновых азотно-вакансионных центров в алмазе, основной вклад в спиновую релаксацию вносит взаимодействие с донорами азота, являющихся основной примесью в алмазе. В карбиде кремния существует подобная проблема, поскольку основной фоновой примесью также являются доноры азота. Задачей настоящей работы является исследование пространственного распределения спиновой плотности доноров азота в двух основных политипах карбида кремния 4H-SiC и 6H-SiC, с целью использования этой информации для минимизации взаимодействия доноров азота со спиновыми центрами в карбиде кремния. Проанализированы результаты исследований методами магнитного резонанса и установлено распределение спиновой плотности на ближайших координационных сферах донора азота, занимающего положение углерода в карбиде кремния. Делается вывод, что спиновые центры в политипе 4H-SiC, включающие вакансию кремния, могут быть более устойчивы к взаимодействиям с неспаренными донорными электронами, поскольку в этом случае электроны не локализуются на ближайшей к спиновому центру координационной сфере. Работа была поддержана Министерством образования и науки РФ соглашение № 14.604.21.0083 (RFMEFI60414X0083).
High-frequency electron paramagnetic resonance (EPR) is used to study the unique properties of manganese centers in a GaAs:Mn crystal in strong magnetic fields at low temperatures. At frequencies of 94 and 130 GHz, EPR transitions were recorded in the MnGa2+ - SH complex, which is a manganese ion with spin S = 5/2, which replaces gallium (MnGa2+) and is an ionized acceptor (A–) associated via an isotropic antiferromagnetic exchange interaction with a shallow hole (SH) with angular momentum J = 3/2. A complex system of energy levels of this complex in a magnetic field and the possibility of accurately determining exchange interactions from EPR spectra are analyzed. Another complex was investigated, in which an ionized acceptor MnGa2+ interacts with a localized hole center in the form of a diamagnetic ion O2– replacing As. This complex, MnGa2+-OAs2-, is characterized by axial symmetry along the <111> axis of the cubic GaAs crystal and an anisotropic EPR spectrum. Due to the high Boltzmann factor, in our studies, the order of the fine structure spin levels of this complex was determined. The effect of the Boltzmann populations of the energy levels on the high-frequency EPR spectra was also demonstrated for the MnGa2+- SH complex.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.