中国科大的李传锋、许金时跟外国同行合作，把碳化硅改性双空位色心的电荷态给弄得动起来了。他们2月21日在国际顶刊《Nano Letters》上发了篇论文，说已经能在室温下可逆地控制这种色心的电荷了。郭光灿院士带着这帮人做了个实验，给碳化硅外延层注入了氧离子，弄出了不少改性双空位色心。他们用1064纳米和914纳米的激光分别去照它，就把光电离和光充电的过程给演示了出来。通过看不同光功率下的曲线变化，研究人员发现光电离和光充电的速率跟光强是线性关系的，这让他们提出了一种由载流子陷阱介导的转换模型。 这种改性双空位色心虽然原子结构还没完全搞清楚，但在室温下荧光性质好、自旋读出对比度也高，是个挺理想的量子信息处理载体。以前大家主要是用976纳米的光来转换传统双空位的电荷态，但这种改性的色心在非共振激发下死活不转。这次他们就用激光直接让它动了起来，还证实了它在电离的时候很依赖自己的自旋状态。 本来像单光子源和自旋量子比特这些应用都很依赖色心的电荷态转换。如果转换不好可能会让荧光灭了，影响发射稳定性；要是能把容易乱的自旋态投影到稳定的电荷态里，单发读取就有希望实现了。这次实验就发现，导带电子到底能不能被这个色心抓住，是会受到它自己自旋状态影响的。研究人员通过施加微波脉冲把它弄到不同的自旋态上，再去看电离过程中荧光强度的变化，结果就验证了这个依赖关系。 这个研究不光是解决了电荷态调控的问题，还为以后发展基于自旋-电荷态转换和光电流探测的读出技术打下了基础。它也能给未来做可扩展、可集成电学界面的量子比特提供重要依据。这项工作是得到了国家科技重大专项、国家自然科学基金委员会和中国科学技术大学的资助才搞成的。