2月21日，中国科学技术大学的李传锋教授、许金时教授带领团队，给碳化硅材料的双空位色心弄出了一种新玩法。郭光灿院士指导下的这支队伍，这次通过和国外学者合作，把碳化硅改性双空位色心的电荷状态给可逆地调控了一下，并且还把这个电离过程中存在的自旋依赖性给证实了。大家都知道，这种固态自旋色心是量子信息处理的重要材料，不过一直以来大家都没太搞清楚改性双空位的电荷状态转换是咋回事。为了填补这个空白，研究人员用氧离子注入的办法在4H碳化硅外延层里造出了好多改性双空位色心。结果发现，在室温下用1064纳米和914纳米的激光分别照射后，改性双空位色心居然能来回地变换电荷状态，简直就像玩变身术一样。 为了把这个过程研究透彻，他们还测了不同光强下的光电离和光充电曲线。这下可好了，他们发现这两种过程的速率都随着光功率变化得很有规律。为了解释这种现象，他们提出了一种由载流子陷阱介导的转换模型。这可是为未来基于自旋-电荷转换的读出技术奠定了重要基础啊。 除此之外，他们还注意到一个特别有意思的点：原来改性双空位色心在俘获导带电子的时候是有讲究的。它会偏爱自己处于某种特定的自旋态下才能抓住电子。所以他们通过施加微波脉冲把色心放在不同的自旋态上再测量荧光强度衰减后发现，电离过程果然跟自旋状态密切相关。这可是首次在碳化硅改性双空位中发现这种现象呢！ 这个成果已经发表在国际知名的《Nano Letters》期刊上了。这次研究得到了国家自然科学基金委员会和中国科学技术大学的资助。郭光灿院士团队的这项工作不仅为后续的电学界面提供了重要依据，也为未来碳化硅自旋量子比特的集成化铺平了道路。