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一种碳化硅双空位色心离子束注入方法及系统技术方案

技术编号:41801237 阅读:12 留言:0更新日期:2024-06-24 20:23
一种碳化硅双空位色心离子束注入方法及系统,涉及离子束注入技术领域,包括:建立氮离子注入碳化硅的分子动力学模型,以及分子动力学模拟结果数据库;基于分子动力学模拟结果数据库,建立氮离子注入碳化硅的RVE模型,以及有限元模拟结果数据库;基于分子动力学模拟结果数据库和有限元模拟结果数据库优化注入工艺参数,选择最佳参数组,进行离子束注入实验;监测离子束注入过程的束流特征,实时探测双空位色心的产生,监测注入过程温度场演变,基于监测结果,实时调整离子束注入的工艺参数至注入完成。本申请考虑多尺度效应,通过多物理场多尺度建模仿真,并基于径向基神经网络优化离子束注入工艺参数,可突破制备稳定性限制,提高制备可重复性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及离子束注入,具体涉及一种碳化硅双空位色心离子束注入方法及系统


技术介绍

1、随着信息
的跨域式发展,基于固态色心体系的高性能量子通信和量子计算方面的需求日趋迫切。碳化硅是一种广泛应用于微电子、航天航空等行业的宽禁带半导体材料,已获较大产业成熟度。近几年,碳化硅色心因具有近通信波段的荧光辐射、长的自旋相干时间等优势,可适用于室温固态量子存储与可扩展的固态量子网络,极具关注度。其中,最为熟知的是硅空位和双空位碳化硅色心,可利用激光实现自旋态极化和读取。

2、双空位碳化硅色心指的是其晶格中相邻碳原子和硅原子同时缺失的空位对点缺陷构成的发光中心,是继金刚石nv色心之后,第二种在室温下同时具有高自旋读出对比度和高单光子发光亮度的固态色心,是碳化硅量子器件的基础。然而,自然界的双空位碳化硅色心非常有限,无法达到实验研究的需求,亟需发展一种面向双空位碳化硅色心的低成本、高效率、稳定可靠人工制备技术。

3、离子束注入技术是一种在真空条件下,通过人为的手段把一种甚至是几种目标元素的原子或者分子离子注入样品表面,以改变其物理性质的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述碳化硅双空位色心离子束注入方法包括:

2.如权利要求1所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述建立氮离子注入碳化硅的分子动力学模型,以及不同注入工艺参数下,分子动力学模型对应的离子束注入碳化硅的氮注入深度、碳化硅晶体的位错分布和断裂能所构成的分子动力学模拟结果数据库,包括:

3.如权利要求2所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述基于所述碳化硅晶体的位错分布和断裂能,建立氮离子注入碳化硅的代表性体积单元RVE模型,以及不同注入工艺参数下,RVE模型所对应的有限元模拟结果数据库,包括...

【技术特征摘要】

1.一种碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述碳化硅双空位色心离子束注入方法包括:

2.如权利要求1所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述建立氮离子注入碳化硅的分子动力学模型,以及不同注入工艺参数下,分子动力学模型对应的离子束注入碳化硅的氮注入深度、碳化硅晶体的位错分布和断裂能所构成的分子动力学模拟结果数据库,包括:

3.如权利要求2所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述基于所述碳化硅晶体的位错分布和断裂能,建立氮离子注入碳化硅的代表性体积单元rve模型,以及不同注入工艺参数下,rve模型所对应的有限元模拟结果数据库,包括:

4.如权利要求3所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述基于分子动力学模拟结果数据库和有限元模拟结果数据库优化注入工艺参数,选择最佳参数组,进行离子束注入实验,包括:

5.如权利要求1所述的碳化硅双空位色心离子束注入方法,其特征在于,所述监测离子束注入过程的束流特征,实时探测双空位色心的产生,并监测注...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘胜韩旭周剑涛李瑞
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:

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