基于碳化硅中硅空位色心的高压原位磁探测实现

科技日报讯（记者吴长锋）记者3月28日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、许金时、王俊峰等人与中科院合肥物质科学研究院固体所高压团队刘晓迪研究员等合作，在国际上首次实现了基于碳化硅中硅空位色心的高压原位磁探测，该技术在高压量子精密测量领域具有重要意义。研究成果日前在线发表在国际期刊《自然·材料》上。

目前，金刚石NV（氮空位）色心的光探测磁共振技术被用于原位压力诱导磁性相变检测。然而，由于NV色心具有四个轴向，并且其电子自旋的零场分裂是温度依赖的，不利于分析和解释测量得到的光探测磁共振谱。

为此，研究组加工了碳化硅对顶砧，然后在碳化硅台面上利用离子注入产生浅层硅空位色心，并利用浅层色心实现高压下的原位磁性探测。碳化硅中的硅空位色心只有单个轴向，而且由于电子结构的特殊对称性，该色心电子自旋的零场分裂是温度不敏感的，能够很好地避免金刚石NV色心在高压传感应用中遇到的问题。