Metod polnost'yu opticheskoy vektornoy magnitomegrii po spektroskopii antiperesecheniy urovney spinovykh tsentrov v 4N-SiC

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Представлен полностью оптический векторный магнитометр на основе парамагнитных центров окраски с S = 3/2 в карбиде кремния (4Н-SiC). Метод основан на спектроскопии антипересечения спиновых уровней (level anticrossing – LAC) и не требует приложения микроволновой мощности, в отличие от магнитомегрии на основе оптически детектируемого магнитного резонанса NV-центров в алмазе. Это исключает нагрев образца и упрощает конструкцию устройства. Показано, что использование "модифицирующих" магнитных полей позволяет ускорить измерение внешних магнитных полей с высокой точностью. Оптическая регистрация сигналов LAC в ИК-диапазоне обеспечивает микронное и субмикронное пространственное разрешение, что делает метод перспективным для приложений в микроэлектронике и биомедицине.

About the authors

K. V. Likhachev

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: likhachevkv@mail.ioffe.ru
С.-Петербург, Россия

M. V. Uchaev

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН; Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия; С.-Петербург, Россия

M. M. Loginova

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

I. P. Veyshtort

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

A. P. Bundakova

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

M. V. Muzafarova

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

A. S. Gurin

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

R. A. Babuni

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

P. G. Baranov

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: email@example.com
С.-Петербург, Россия

References

  1. P. G. Baranov, H. Ju¨rgen, B. Fedor, and J. J. Wrachtrup, Springer Series in Materials Science 253 Magnetic Resonance of Semiconductors and Their Nanostructures Basic and Advanced Applications, Springer-Verlag GmbH Austria (2017), v. 253, ch. 6.
  2. Q. C. Sun, T. Song, E. Anderson, A. Brunner, J. F¨orster, T. Shalomayeva, T. Taniguchi, K. Watanabe, J. Gr¨afe, R. St¨ohr, X. Xu, and J. Wrachtrup, Nat. Commun. 12, 1989 (2021).
  3. M. Garsi, R. St¨ohr, A. Denisenko, F. Shagieva, N. Trautmann, U. Vogl, B. Sene, F. Kaiser, A. Zappe, R. Reuter, and J. Wrachtrup, Phys. Rev. Appl. 21, 014055 (2024).
  4. H. Kraus, V. A. Soltamov, D. Riedel, S. V¨ath, F. Fuchs, A. Sperlich, P. G. Baranov, V. Dyakonov, and G. V. Astakhov, Nat. Phys. 10, 157 (2014).
  5. A. L. Falk, B. B. Buckley, G. Calusine, W. F. Koehl, V. V. Dobrovitski, A. Politi, C. A. Zorman, P. X. L. Feng, and D. D. Awschalom, Nat. Commun. 4, 1819 (2013).
  6. V. A. Soltamov, C. Kasper, A. V. Poshakinskiy, A. N. Anisimov, E. N. Mokhov, A. Sperlich, S. A. Tarasenko, P. G. Baranov, G. V. Astakhov, and V. Dyakonov, Nat. Commun. 10, 1678 (2019).
  7. W. F. Koehl, B. B. Buckley, F. J. Heremans, G. Calusine, and D. D. Awschalom, Nature 479, 84 (2011).
  8. F. Fuchs, V. A. Soltamov, S. V¨ath, P. G. Baranov, E. N. Mokhov, G. V. Astakhov, and V. Dyakonov, Sci. Rep. 3, 1637 (2013).
  9. C. P. Anderson, A. Bourassa, K. C. Miao, G. Wolfowicz, P. J. Mintun, A. L. Crook, H. Abe, J. Ul Hassan, N. T. Son, T. Ohshima, and D. D. Awschalom, Science 366, 1225 (2019).
  10. D. M. Lukin, C. Dory, M. A. Guidry, K. Y. Yang, S. D. Mishra, R. Trivedi, M. Radulaski, S. Sun, D. Vercruysse, G. H. Ahn, and J. Vuˇckovi´c, Nat. Photonics 14, 330 (2020).
  11. M. Niethammer, M. Widmann, T. Rendler, N. Morioka, Y. C. Chen, R. St¨ohr, J. U. Hassan, S. Onoda, T. Ohshima, S. Y. Lee, A. Mukherjee, J. Isoya, N.T. Son, and J. Wrachtrup, Nat. Commun. 10, 5569 (2019).
  12. D. Simin, V. A. Soltamov, A. V. Poshakinskiy, A. N. Anisimov, R. A. Babunts, D. O. Tolmachev, E. N. Mokhov, M. Trupke, S. A. Tarasenko, A. Sperlich, P. G. Baranov, V. Dyakonov, and G. V. Astakhov, Phys. Rev. X 6, 031014 (2016).
  13. C. J. Cochrane, J. Blacksberg, M. A. Anders, and P. M. Lenahan, Sci. Rep. 6, 37077 (2016).
  14. E. S¨orman, W. M. Chen, N. T. Son, C. Hallin, J. L. Lindstr¨om, B. Monemar, and E. Janz´en, Materials Science Forum 264, 473 (1998).
  15. V. A. Soltamov, B. V. Yavkin, D. O. Tolmachev, R. A. Babunts, A. G. Badalyan, V. Y. Davydov, E. N. Mokhov, I. I. Proskuryakov, S. B. Orlinskii, and P. G. Baranov, Phys. Rev. Lett. 115, 247602 (2015).
  16. K. V. Likhachev, I. P. Veyshtort, M. V. Uchaev, A. V. Batueva, V. V. Yakovleva, A. S. Gurin, R. A. Babunts, and P. G. Baranov, JETP Lett. 119, 78 (2024).
  17. K. V. Likhachev, M. V. Uchaev, I. P. Veyshtort, A. V. Batueva, A. S. Gurin, R. A. Babunts, and P. G. Baranov, J. Appl. Phys. 137, 1 (2025).
  18. Y. A. Vodakov, E. N. Mokhov, M. G. Ramm, and A. D. Roenkov, Kristall Und Technik 14, 729 (1979).
  19. H. Kraus, V. A. Soltamov, F. Fuchs, D. Simin, A. Sperlich, P. G. Baranov, G. V. Astakhov, and V. Dyakonov, Sci. Rep. 4, 5303 (2014).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences