Вакансионные центры в карбиде кремния 4H-SiC и нитриде бора hBN: электронная структура и спиновая поляризация триплетных состояний тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Мурзаханов Фадис Фанилович

• Мурзаханов Фадис Фанилович
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Мурзаханов Фадис Фанилович

Введение

Глава 1. Центры окраски в полупроводниковых структурах

1.1. Точечные дефекты в кристаллах: физические свойства и особенности

1.2. Азот-вакансионный центр в алмазе - пионер в квантово-вычислительной индустрии

1.3. Центр окраски - квантовый бит: критерии, условия и приложения

1.4. Исследование вакансионных центров в карбиде кремния

1.4.1. Структурные особенности центров окраски в карбиде кремния

1.4.2. Электронная структура дефектов в БЮ

1.4.3. Энергия образования и стабильность зарядового состояния ЫУ — центров

1.4.4. Магнитно-оптические свойства ЦО в БЮ

1.5. Спектроскопия гексагонального нитрида бора

Глава 2. Материалы и методы

2.1. Синтез и облучение карбида кремния БЮ политипа 4Н

2.2. Синтез и облучение гексагонального нитрида бора

2.3. Структура карбида кремния 4Н-Б1С

2.4. Структура гексагонального нитрида бора

2.5. Методы исследования

2.5.1. ЭПР и ДЭЯР спектроскопия

2.5.2. ЕБЕЕМ спектроскопия

Глава 3. Магнитно-резонансная спектроскопия кристалла 4И-81С

3.1. Предварительная характеризация образца

3.2. Спектроскопия методом ЭПР

3.3. Анализ электрон-ядерных взаимодействий

3.4. Релаксационные свойства азот-вакансионного центра

3.5. Выводы по главе

Глава 4. Спектроскопия двумерного кристалла - гексагонального нитрида бора

4.1. Предварительная характеризация

4.2. Спектроскопия ЭПР: спиновые свойства и особенности электрон-ядерных

взаимодействий

4.3. Релаксационные свойства вакансии бора в hBN

4.4. Выводы по главе

Результаты и выводы

Благодарности

Список авторских публикаций

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Вакансионные центры в карбиде кремния 4H-SiC и нитриде бора hBN: электронная структура и спиновая поляризация триплетных состояний»

Введение

Актуальность темы исследования. Прошло более полувека с момента создания первого в мире однокристального полупроводникового микропроцессора, позволившего осуществлять сотню тысяч логических операций в секунду и, тем самым, положившего начало новой эре вычислительных технологий. За последующие десятилетия, благодаря накапливаемым знаниям в области электроники и новым инженерно-техническим решениям, производительность процессоров до недавнего времени продолжала расти по экспоненциальному закону [1]. При этом само вычислительное устройство подвергалось существенной миниатюризации составных компонент [2, 3]. Достижение физического предела размеров полупроводниковых структур (1 -2 нм), соизмеримое с дебройлевской длиной волны электрона в зоне проводимости, приводит к возникновению в них неконтролируемых туннельных токов, что является главной причиной ограничения роста скорости вычислений. Вторая причина существования предела быстродействия - скорость передачи данных, которая не может превышать скорости света. Использование различных способов параллелизма (одновременного выполнения нескольких команд) приводит к многократному росту производительности вычислительных систем. Тем не менее, данный подход имеет собственные сложности и практические ограничения, а физические процессы (явления), лежащие в основе расчетов, не имеют принципиальных отличий от классических компьютерных вычислений [4].

Современные фундаментальные задачи с неограниченным числом неизвестных в сферах генной инженерии, прогнозирования сложных физических явлений, моделирования биологических и (био)химических процессов требуют колоссальных вычислительных затрат. Расчеты даже модельных систем методами квантовой химии с наложением ряда ограничений и упрощающих условий на существующих суперкомпьютерах могут растянуться до нескольких месяцев [5, 6]. Современное развитие цивилизации

требует создание иных подходов, отличных от классических компьютеров и вычислительных схем.

В настоящий момент предложена принципиально новая модель вычислительного устройства, использующая элементы логики на основе квантовых явлений - квантовый компьютер. Ключевым элементом для реализации идеи квантовых компьютеров является понятие квантового бита или кубита. Данная единица информации в отличие от обычного бита способна принимать не только значения 0 и 1, но и находиться в суперпозиции этих «запутанных» состояний достаточно длительное время, определяемого динамическими свойствами магнитной системы. Ожидается, что необходимое решение поставленной задачи, поиск которого в классическом случае осуществляется путем перебора всех возможных состояний, при использовании возможностей квантового компьютера будет найдено практически мгновенно

[7, 8].

На протяжении нескольких десятков лет в качестве систем для потенциальной реализации алгоритмов квантовых вычислений рассматриваются полупроводниковые материалы с наличием в их кристаллической решетке точечных дефектов [9]. Образующиеся благодаря внешнему воздействию дефекты вакансионного типа могут приводить к изменению оптических свойств исходного материала в видимом диапазоне, за что получили свое название - центры окраски (ЦО) [10]. Наличие электронного спина у ЦО обеспечивает во внешнем сильном магнитном поле как минимум два стабильных состояния. Дальнейшее рассмотрение ЦО в качестве кубитов подразумевает сочетание магнитных, оптических и зарядовых свойств для возможности осуществления сложных манипуляций в квантовых технологиях с помощью оптических, сверхвысокочастотных (СВЧ) и радиочастотных (РЧ) воздействий. Присутствие вблизи дефекта магнитного ядра превращает ЦО в еще более привлекательный квантовый объект благодаря образованию многокубитной структуры посредством электрон-ядерного взаимодействия и возможности создания квантовой памяти (регистров) на ядрах [9]. При этом

электронная плотность ЦО должна быть сосредоточена вблизи дефекта с минимальным спин-орбитальным взаимодействием для обеспечения максимально возможных величин времен фазовой когерентности [8, 9]. Полупроводниковые материалы рассматриваются в качестве оптимальных матриц для ЦО в первую очередь благодаря наличию запрещенной зоны энергий электронов, предотвращающее тепловой перенос заряда дефекта в зону проводимости, обеспечивая, тем самым, стабильность зарядового состояния. Второе преимущество, при условии, что дефект является глубоким, связано с внутрицентровым оптическим переходом ЦО, который приводит к поляризации его электронных спиновых подуровней. Таким образом ЦО, обладающие оптически поляризуемыми электронными состояниями в полупроводниковых материалах, являются перспективными платформами для реализации квантово-информационных технологий [11, 12].

Среди десятка исследованных материалов, наиболее широко известным и изученным примером ЦО является азот-вакансионный дефект (ЫУ- центр) в кристаллической решётке алмаза, который уже активно используется в квантовой криптографии [13], для реализации сетей квантовой информации [14], в качестве квантового сенсора субмикронного пространственного разрешения [15, 16], для детектирования сверхмалых величин магнитных [17] и электрических [18] полей, температуры [19], давления [20] и механического напряжения [21]. Привлекательность ИУ- центра в алмазе вызвана наличием оптически поляризуемой триплетной конфигурации спиновых уровней (£ = 1) основного состояния (3А2), механизм которого основан на интеркомбинационной конверсии. Также, благодаря узкой бесфононной линии люминесценции (с длиной волны X = 637 нм, соответствующей энергии 1.945 эВ), длинным временам релаксации и высокой степени спиновой поляризации, основное состояние может быть считано оптически при комнатной температуре и от единичного центра [15]. Вместе с тем указанная система обладает рядом недостатков, такими как технологические трудности при создании и интегрировании приборов на основе алмаза в имеющуюся

полупроводниковую технику [22]. Дополнительной преградой является дороговизна исходных материалов и люминесценция ИУ- центра в видимом диапазоне, что из-за высокого коэффициента затухания на соответствующих длинах волн ограничивает применение оптоволоконного способа передачи информации. В этой связи поиск и исследование новых кристаллических матриц с ЦО, обладающих уникальными спиновыми и оптическими свойствами, но в то же время лишенных вышеперечисленных недостатков представляется актуальной задачей.

Одним из заслуживающих внимания полупроводниковых материалов для нужд квантовых технологий является карбид кремния (БЮ). В этих материалах обнаружено большое разнообразие электронных дефектов с триплетными спиновыми состояниями (Б = 1) и с длинными временами спин-спиновой релаксации (фазовой когерентности), управление (манипуляции) которыми можно осуществлять оптическим путем [23-25]. Спектр люминесценции известных оптически-поляризуемых центров в SiC приходятся на инфракрасный (ИК) диапазон. При этом бесфононные линии люминесценции попадают в окна прозрачности оптоволокна (для использования в телекоммуникационных сетях) и биологических объектов (для применения в качестве биосенсоров), а оптическое возбуждение возможно осуществлять в широком диапазоне длин волн - от 280 нм до 1064 нм [26]. Технология синтеза таких кристаллов (с малым количеством дефектов и неоднородностей в исходной кристаллической матрице), являющихся широкозонными полупроводниковыми материалами с ковалентным типом связи ^р3-гибридизация), хорошо развита. Материал обладает высокой радиационной устойчивостью и температурной стабильностью, что позволяет использовать кристалл в экстремальных условиях (для применения в космической технике, функционировании при повышенных температурах и высоких давлениях и т.д.) [27]. Таким образом, представляется крайне интересным поиск и идентификация электронных конфигураций с оптически поляризуемым триплетным состоянием в кристаллической решетке карбида кремния.

Стремление к миниатюризации вычислительной техники и использование гетероструктур не может обойти вопрос применения материалов, принципиально отличающихся от трехмерных (3D) кристаллических решеток (объемных кристаллов), например, двумерных (2D) кристаллов [28]. Отличительной особенностью данных систем является наличие сильной ковалентной связи между атомами в пределах слоя (^р2 - гибридизация), в то время как между слоями образуется слабая ван-дер-Ваальсова (вдВ) связь. Появляется возможность контролировать количество слоев вплоть до моноатомарного уровня. Одним из представителей двумерных систем с эффектами квантового ограничения является широкозонный (ширина запрещенной зоны Eg = 5.96 эВ) непрямозонный полупроводник -гексагональный нитрид бора (КВК) [29]. Особая привлекательность ЪБК заключается в его способности обеспечить стабильность зарядового состояния дефектов в кристаллической решетке, созданных облучением потоком высокоэнергетических частиц (протонов или нейтронов). Ранее также было показано, что на центрах окраски в ЪБК можно реализовать однофотонные источники на уровне моноатомарного слоя [30]. Однако спиновые, оптические и релаксационные свойства, природа ЦО, особенности и параметры взаимодействий между электронными и ядерными подсистемами в двумерных вдВ-кристаллах ЪБК до наших исследований были практически не изучены.

Наличие электронного спина у центров окраски позволяет применять разнообразные методики, основанные на явлении электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для манипуляции и считывания электронного состояния дефекта. Использование различных техник спектроскопии ЭПР в сочетании с двойным электрон-ядерным резонансом (ДЭЯР) открывает возможности получения детальной информации о спиновой системе, электрон-ядерных взаимодействиях, распределении электронной плотности и динамических (релаксационных) свойствах магнитной системы [31-33], что является необходимым условием для рассмотрения и использования ЦО в

качестве элементарных единиц квантовой информации при решении различных задач квантовых технологий [9].

Цель настоящей работы - идентификация центров окраски в объемных кристаллах карбида кремния (Б1С) гексагонального политипа 4H и двумерного ван-дер-ваальсового кристалла нитрида бора (hBN) путем исследования их спиновых свойств и динамических характеристик различными техниками стационарного и импульсного ЭПР, фотоиндуцированного ЭПР и ДЭЯР-спектроскопии.

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

1. Исследование спиновых свойств и особенностей электрон-ядерных взаимодействий стабильных ЦО, созданных в кристаллах 4Н-Б1С и hBN с помощью облучения потоком высокоэнергетических частиц, с использованием мультичастотной ЭПР и ДЭЯР-спектроскопии. Определение параметров спинового гамильтониана наблюдаемых парамагнитных центров: g-фактора, величин тонкой структуры (О), сверхтонкого (А) и квадрупольного (Р, Сд) расщеплений.

2. Установление природы наблюдаемых парамагнитных центров в кристаллах 4Н-Б1С и hBN путем сравнения полученных экспериментальных результатов с расчетными данными из литературных источников.

3. Исследование релаксационных (динамических) характеристик ЦО - определение времен спин-решеточной и спин-спиновой релаксаций. Анализ механизмов, влияющих на динамические свойства ЦО.

Научная новизна работы состоит в том, что:

1. Впервые экспериментально определены значения параметров О, А и Р спинового гамильтониана, описывающего основное триплетное (Б = 1) состояние УК-центра в кристаллах 4Н-Б1С.

2. Установлена микроскопическая структура ЦО в кристалле 4Н-Б1С, как ближайшей пары атома азота в позиции углерода N и трехкратно координированной вакансии кремния У31. Установлено, что время спин-

спиновой релаксации ЦО в магнитном поле В « 3.3 Тл при Т = 10 К составляет Т2 = 49 + 1 мкс. Таким образом, обнаружен более технологичный и практичный аналог ЫУ- центра в алмазах.

3. Обнаружено, что под действием протонного или электронного облучения гексагонального нитрида бора можно создать вакансии бора УВ с временем релаксации поперечной намагниченности Т2 = 15.0 + 0.5 мкс при В « 3.3 Тл и Т = 10 К. Выявлена природа дефекта и проведено соответствующее исследование особенностей электрон-ядерного взаимодействия вакансии бора УВ с окружающими эквивалентными атомами азота 14К в пределах слоя. Определены компоненты спинового гамильтониана (А и Р) для созданного дефекта. Таким образом, показано, что оптически поляризуемые электронные спиновые состояния центров окраски могут быть реализованы на принципиально новом классе кристаллических матриц, позволяющих достигнуть ангстремного предела миниатюризации конденсированного состояния вещества (моноатомарный слой).

Научная и практическая значимость работы.

Проведенные исследования открывают новые горизонты применения ЦО в полупроводниковых кристаллах БЮ в физических устройствах для квантовых технологий (квантовой электроники), функционирующих в условиях повышенной температуры и радиации. Создание стабильных ЦО (отрицательно заряженные вакансии бора) облучением потоком высокоэнергетических частиц может использоваться для удешевления (оптимизации) технологических процессов при разработке приборов для квантовой электроники на основе двумерных кристаллов ЪБК, дальнейшей миниатюризации и повышения энергоэффективности квантовых устройств. Зависимость спектра ЭПР УВ от разориентации двумерных плоскостей ¿р2-гибридизированных атомов бора и азота может быть использована для анализа качества двумерных кристаллов ЪБК в области локализации дефектов. Неизменность спиновых свойств вакансии бора в моноатомарном слое и объёмном кристалле может быть

использована для создания атомарно-тонких квантовых сенсоров.

10

Положения, выносимые на защиту, могут быть сформулированы следующим образом:

1. Центром окраски, созданного путем облучения высокоэнергетическими частицами допированного ионами азота кристалла 4H-SiC, является отрицательно заряженный азот-вакансионный дефект (NCV—).

2. В основном состоянии центр окраски NCV- характеризуется S = 1 и параметрами спинового гамильтониана D = +1299 ± 10 МГц, изотропными и анизотропными компонентами сверхтонкого взаимодействия с атомами азота a = - 1.17 ± 0.02 МГц и b = 0.014 ± 0.001 МГц, соответственно, и величиной квадрупольного взаимодействия P = 1.81 ± 0.02 МГц.

3. Центром окраски, созданного путем облучения высокоэнергетическими частицами кристаллов hBN, является отрицательно заряженная вакансия бора KB, окружённая тремя эквивалентными атомами азота. Преобладающая часть электронной плотности вакансии бора распределена в пределах одной sp2 (BN) плоскости.

4. В основном состоянии центр окраски VB характеризуется S = 1 и параметрами спинового гамильтониана D = 3600 ± 10 МГц, Al{ = 45.5 ± 0.5 МГц, Л± = 87 ± 1 МГц и Cq = 2.11 ± 0.03 МГц с параметром ромбичности 77= 0.07 ± 0.005.

Достоверность результатов обеспечена путем соответствия экспериментальных данных, многократно полученных сочетанием взаимодополняющих методов ЭПР и ДЭЯР-спектроскопии, с теоретическими расчетами. Все проведенные эксперименты могут быть воспроизведены в научных лабораториях, обладающих сходным оборудованием.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных форумах: международная конференция «Spinus 2022 Magnetic resonance and its applications» (Санкт-Петербург, 2022), международная научная конференция «Modern Development of Magnetic Resonance (Казань, 2022), XIX Российская ежегодная конференция молодых

научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов» (Москва, 2022), V всероссийская с международным участием школа-конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2022), международная онлайн-конференция «Advanced Carbon NanoStructures» (Санкт-Петербург, 2021), 5-я конференция c международным участием «Терагерцевое и микроволновое излучение: генерация, детектирование и приложения» (Москва, 2023), 20-th International School-Conference Spinus 2023 Magnetic resonance and its applications (Санкт-Петербург, 2023), Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2023» (Москва, 2023).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации представлены в 14 работах: 6 статей в журналах, индексируемых аналитическими базами данных Web of Science, Scopus и РИНЦ [A1-A6] и 8 тезисов докладов [А7-А14].

Работа частично поддержана грантом Российского научного фонда РНФ 20-72-10068 «Структурно-защищённые оптически поляризованные электронные спиновые состояния центров окраски в двумерных ван-дер-ваальсовых материалах».

Соответствие паспорту специальности. Работа соответствует паспорту специальности 1.3.8 - «физика конденсированного состояния» по пунктам (1) теоретическое и экспериментальное изучение физической природы и свойств металлов и их сплавов, неорганических и органических соединений, диэлектриков и, в том числе, материалов световодов как в твердом (кристаллы, поликристаллы), так и в аморфном состоянии в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления и (4) теоретическое и экспериментальное исследование воздействия различных видов излучений, высокотемпературной плазмы на природу изменений физических свойств конденсированных веществ.

Личный вклад автора работы состоял в участии при обсуждении и постановке задач, разработке планов научного исследования и

пробоподготовке образцов. Лично автором кандидатской диссертации выполнен весь объем экспериментальных работ на спектрометре ЭПР Вгикег Е1ехвув Е580/680, произведена обработка и интерпретация полученных результатов. Автор принимал активное участие в обсуждении результатов и в написании научных статей по теме диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, представлена на 124 страницах и включает в себя 41 рисунок, 8 таблиц и список цитированной литературы из 131 источника.

Содержание диссертации

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, определены цели и задачи исследования, сформулированы выносимые на защиту положения, новизна, научная и практическая значимость.

В первой главе вводится понятие центров окраски в твердых телах, рассматриваются полученные результаты для ИУ- центров в алмазе, вакансионных центров в кристалле карбиде кремния и центров окраски в гексагональном нитриде бора с использованием оптических и магнитно-резонансных методов. Рассматриваются условия и критерии внедрения ЦО в качестве квантового бита для различных квантовых приложений.

Во второй главе рассмотрены строение и особенности кристаллической решетки карбида кремния политипа 4Н и гексагонального нитрида бора. Описаны основные этапы синтеза кристаллов, а также способ их облучения высокоэнергетическими частицами для создания ЦО. Представлены спектроскопические методы исследования образов, с рассмотрением особенностей настройки, преимуществами и недостатками различных режимов и подходов.

В третьей главе представлены оригинальные результаты исследования электронной структуры азот-вакансионных центров в кристалле 4Н-Б1С различными техниками ЭПР/ДЭЯР спектроскопии, с предварительной характеризацией образца методами рентгеноструктурного анализа и оптической спектроскопии.

В четвертой главе представлены оригинальные результаты по идентификации микроскопической природы вакансии бора в кристалле ЪБК, с описанием особенностей электрон-ядерных взаимодействий ЦО с окружающими ядрами и релаксационных свойств дефекта.

В заключении формулируются основные результаты и выводы, полученные в ходе работы над диссертацией, приведены благодарности, список использованной литературы.

Глава 1. Центры окраски в полупроводниковых структурах

1.1. Точечные дефекты в кристаллах: физические свойства и особенности

В нашей повседневной жизни наличие недостающей детали или связующего элемента в любом сложном механизме неизменно приведет к нарушению целостной и бесперебойной работы всей системы, будь то электронная или механическая техника. В случае обнаружения проблемы для продолжения дальнейшей корректной работы механизма в первую очередь будет необходимо устранить обнаруженный дефект, из-за которого нарушается привычная жизнь человека. При этом сложно представить обратную картину, при котором образование «пустот», привело бы к новым функциям действующей техники. Еще более сложно представить случай намеренной деструкции окружающей среды для создания дальнейших благоприятных условий существования и функционирования человека.

Кристаллическая решетка образца - это отдельный микромир с бесчисленным множеством атомных единиц, со своими правилами, законами, и, если можно так выразиться, иерархией. Каждый атом или ион занимает свою строгую позицию, что, благодаря особому порядку, приводит к образованию совокупности взаимодействующих точек с особой для каждой модели твердого тела пространственной симметрией и параметрами решетки. Что может произойти с твердым телом или кристаллом, если в решетке образуется недостающий структурный элемент (атом), или далее, «дефект»? Очевидно, как и в нашем привычным мире, стоит ожидать изменений физико-химических, механических или оптических свойств данного материала. Чтобы ответить на вопрос, как именно скажется наличие дефекта, его концентрации и локализации в кристаллической решетке, необходимо провести ряд аналитических исследований, прибегнув к различным экспериментальным методам.

В физике конденсированного состояния установлено, что дефектность кристаллической структуры является одним из основных, если не определяющих, показателей, которые влияют на свойства материалов, таких,

например, как температура плавления [34], теплопроводность [35], механическая прочность и эластичность [36, 37]. Такие физико-химические показатели, которые зависят от типа (точечные, линейные, собственные/наведенные, равновесные и т.д.), концентрации и степени распределения дефектов в пределах решетки называются структурно-чувствительными. Отдельного внимания заслуживает тот факт, что существуют структурно-чувствительные свойства, которые возникают только благодаря наличию дефектов в структуре. К одним из таких явлений относится влияние точечных дефектов, т.е. вакансионных центров в материале, на появление новых электрических, магнитных и оптических свойств в материале. Благодаря тому, что некоторые дефекты могут вносить изменения в спектры поглощения и излучения световой волны (от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона), они получили свое отдельное название - центры окраски. Альтернативное название центров окраски - F-центр, которое образовано от немецкого die Farbe, что означает «цвет» [38, 39].

Подобного рода кристаллические дефекты могут иметь как естественное происхождение, так и быть образованы искусственным путем:

• Центры окраски могут создаваться во время роста кристаллов, особенно в неидеальных условиях синтеза, таких как относительно низкая температура роста, приводящая к слабой подвижности ионов, которые в процессе диффузии «отыскивают» свое правильное положение в решетке.

• В некоторых случаях термически индуцированные флуктуации наоборот приводят к отклонениям от идеальной кристаллической решетки. Данный эффект приводит к образованию значительной концентрации центров окраски в некоторых кристаллических материалах, таких как хлорид лития и оксид цинка, при их нагревании до высоких температур.

• Особое влияние оказывает высокоэнергетическое излучение, к примеру гамма-лучи, которые могут передавать значительную часть своей энергии в кинетическую составляющую определенных ионов, позволяя им перемещаться в другие междоузельные положения. Облучение другими частицами (например,

16

нейтронами, протонами или электронами) может привести к аналогичным эффектам. Ультрафиолетовый свет, т.е. оптическое возбуждение с длинами волн ниже 200 нм, в ряде случаев также может быть причиной создания ЦО. Например, может привести к ухудшению коэффициента пропускания (увеличению потерь при распространении света в пределах матрицы) в различных поликристаллических (стеклоподобных) материалах [40]. Стоит обратить внимание, что такие процессы генерации часто создают два родственных типа кристаллических дефектов на относительно близком расстоянии: междоузельный ион и вакансия.

При некоторых обстоятельствах возможно образование центров окраски за счет энергии возбуждения лазерно-активных ионов в лазерных усиливающих средах. В то время как энергия возбуждения одного иона обычно недостаточна для такого процесса, энергии возбуждения нескольких ионов иногда могут быть объединены при достаточно высоких плотностях возбуждения. Тогда скорость образования центров окраски пропорциональна некоторой высокой степени плотности возбуждения (с показателем степени, зависящим от числа вовлеченных ионов). Упомянутые процессы связаны с фотозатемнением материалов, таких как волокна, легированные иттербием, например [41].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мурзаханов Фадис Фанилович, 2023 год

Список литературы

1. Shalf, J. The future of computing beyond Moore's Law / J. Shalf // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 2020. - V. 378. - P. 20190061.

2. Papp, A. Nanoscale neural network using non-linear spin-wave interference / A. Papp, W. Porod, G. Csaba // Nature Communications. - 2021. - V. 12. - P. 6422.

3. Gupta, N. Novel Nanoscale Materials and Devices for Wireless Communication and Networking Applications / N. Gupta, Z. Hashim, K.M. Gupta // Key Engineering Materials. - 2017. - V. 735. - P. 194-198.

4. Kulikov, I.M. A New Parallel Intel Xeon Phi Hydrodynamics Code for Massively Parallel Supercomputers / I.M. Kulikov, I.G. Chernykh, A.V. Tutukov // Lobachevskii Journal of Mathematics. - 2018. - Vol. 39. - P. 1207-1216.

5. Quantum Algorithms for Quantum Chemistry and Quantum Materials Science / B. Bauer, S. Bravyi, M. Motta, [et al.] // Chemical Reviews. - 2020. - V. 120. -P. 12685-12717.

6. Quantum Chemistry in the Age of Quantum Computing / Y. Cao, J. Romero, J.P. Olson, [et al.] // Chemical Reviews. - 2019. - V. 119. - P. 10856-10915.

7. Semiconductor qubits in practice / A. Chatterjee, P. Stevenson, S. De Franceschi, [et al.] // Nature Reviews Physics. - 2021. - V. 3. - P. 157-177.

8. Ivady, V. First principles calculation of spin-related quantities for point defect qubit research / V. Ivady, I.A. Abrikosov, A. Gali // npj Computational Materials. - 2018. - V. 4. - P. 1-13.

9. Quantum guidelines for solid-state spin defects / G. Wolfowicz, F.J. Heremans, C.P. Anderson, [et al.] // Nature Reviews Materials. - 2021. - V. 6. - P. 906-925.

10. Tilley R.J.D. Defects in Solids/Google-Books-ID: I1YFofnHXusC. - John Wiley & Sons, 2008. - 550 p.

11. Thiering, G. Chapter One - Color centers in diamond for quantum applications / G. Thiering, A. Gali // Semiconductors and Semimetals : Diamond for Quantum Applications Part 1/ eds. C.E. Nebel et al. - Elsevier. - 2020. - V. 103. - P. 1-36.

12. Castelletto, S. Silicon carbide color centers for quantum applications / S. Castelletto, A. Boretti // Journal of Physics: Photonics. - 2020. - V. 2. - P. 022001.

13. Quantum technologies with optically interfaced solid-state spins / D.D. Awschalom, R. Hanson, J. Wrachtrup, [et al.] // Nature Photonics. - 2018. - V. 12. -P. 516-527..

14. Quantum networks based on color centers in diamond / M. Ruf, N.H. Wan, H. Choi, [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2021. - V. 130. - P. 070901.

15. Introduction to quantum optimal control for quantum sensing with nitrogen-vacancy centers in diamond / P. Rembold, N. Oshnik, M.M. Müller, [et al.] // AVS Quantum Science. - 2020. - V. 2. - P. 024701.

16. Control and local measurement of the spin chemical potential in a magnetic insulator / C. Du, T. van der Sar, T.X. Zhou, [et al.] // Science. - 2017. - V. 357. -P. 195-198.

17. Nanoscale magnetometry with NV centers in diamond / S. Hong, M.S. Grinolds, L.M. Pham, [et al.] // MRS Bulletin. - 2013. - V. 38. - P. 155-161.

18. Electric-field sensing using single diamond spins / F. Dolde, H. Fedder, M.W. Doherty, [et al.] // Nature Physics. - 2011. - V. 7. - P. 459-463.

19. High-sensitivity temperature sensing using an implanted single nitrogen-vacancy center array in diamond / J. Wang, F. Feng, J. Zhang, [et al.] // Physical Review B. -2015. - V. 91. - P. 155404.

20. Electronic Properties and Metrology Applications of the Diamond NV- Center under Pressure / M.W. Doherty, V.V. Struzhkin, D.A. Simpson, [et al.] // Physical Review Letters. - 2014. - V. 112. - P. 047601.

21. Nanomechanical Sensing Using Spins in Diamond / M.S.J. Barson, P. Peddibhotla, P. Ovartchaiyapong, [et al.] // Nano Letters. - 2017. - V. 17. - P. 14961503.

22. Materials challenges for quantum technologies based on color centers in diamond / L.V.H. Rodgers, L.B. Hughes, M. Xie, [et al.] // MRS Bulletin. - 2021. V. 46. -P. 623-633.

23. Material platforms for spin-based photonic quantum technologies / M. Atature, D. Englund, N. Vamivakas, [et al.] // Nature Reviews Materials. - 2018. - Vol. 3. -P. 38-51.

24. Excitation and coherent control of spin qudit modes in silicon carbide at room temperature / V.A. Soltamov, C. Kasper, A.V. Poshakinskiy, [et al.] // Nature Communications. - 2019. - V. 10. - P. 1678.

25. Room temperature coherent control of defect spin qubits in silicon carbide / W.F. Koehl, B.B. Buckley, F.J. Heremans, [et al.] // Nature. - 2011. - V. 479. - P. 84-87.

26. NV centers in 3C, 4H, and 6H silicon carbide: A variable platform for solid-state qubits and nanosensors / H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, A. Csore, [et al.] // Physical Review B. - 2016. - V. 94. - P. 121202.

27. Recent advances and challenges in silicon carbide (SiC) ceramic nanoarchitectures and their applications / M. Xu, Y.R. Girish, K.P. Rakesh, [et al.] // Materials Today Communications. - 2021. - V. 28. - P. 102533.

28. Geim, A.K. Graphene: Status and Prospects / A.K. Geim // Science. - 2009. -V. 324. - P. 1530-1534.

29. Two dimensional hexagonal boron nitride (2D-hBN): synthesis, properties and applications / K. Zhang, Y. Feng, F. Wang, [et al.] // Journal of Materials Chemistry C. - 2017. - V. 5. - P. 11992-12022.

30. Tunable and high-purity room temperature single-photon emission from atomic

defects in hexagonal boron nitride / G. Grosso, H. Moon, B. Lienhard, [et al.] // Nature

Communications. - 2017. - V. 8. - P. 705.

113

31. Electron nuclear interactions in spin-3/2 color centers in silicon carbide: A high-field pulse EPR and ENDOR study / V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, [et al.] // Physical Review B. - 2021. - V. 104. - P. 125205.

32. Yavkin, B.V. High-frequency pulsed ENDOR spectroscopy of the NV- centre in the commercial HPHT diamond / B.V. Yavkin, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii // Journal of Magnetic Resonance. - 2016. - V. 262. - P. 15-19.

33. EPR and double resonances in study of diamonds and nanodiamonds / B. Yavkin, M. Gafurov, M. Volodin, [et al.] // Experimental Methods in the Physical Sciences : Electron Magnetic Resonance - Applications in Physical Sciences and Biology/ ed. A.K. Shukla. - Academic Press, 2019. - V. 50. - P. 83-113.

34. Stillinger, F.H. Point defects in bcc crystals: Structures, transition kinetics, and melting implications / F.H. Stillinger, T.A. Weber // The Journal of Chemical Physics. - 1984. - V. 81. - P. 5095-5103.

35. Thermal conductivity of graphene with defects induced by electron beam irradiation / H. Malekpour, P. Ramnani, S. Srinivasan, [et al.] // Nanoscale. - 2016. -V. 8. - P. 14608-14616.

36. Structural Defects, Mechanical Behaviors, and Properties of Two-Dimensional Materials / Z. Xiong, L. Zhong, H. Wang, [et al.] // Materials. - 2021. - V. 14. -P. 1192.

37. Ouis, D. Effect of structural defects on the strength and damping properties of a solid material / D. Ouis // European Journal of Mechanics. - 2003. - V. 22. - P. 4754.

38. Seitz, F. Color Centers in Alkali Halide Crystals / F. Seitz // Reviews of Modern Physics. - 1946. - V. 18. - P. 384-408.

39. Henry, C.H. Effect of Applied Fields on the Optical Properties of Color Centers / C.H. Henry, S.E. Schnatterly, C.P. Slichter // Physical Review. - 1965. - V. 137. -P. A583-A602.

40. Crawford J.H., Slifkin L.M. Point Defects in Solids: General and Ionic Crystals. Point Defects in Solids/Google-Books-ID: HqnaBwAAQBAJ. - Springer Science & Business Media, 2013. - 568 p.

41. Control of defects and their luminescence properties in Nd:YAG crystals by laser irradiation / S. Panahibakhsh, R. Bahramian, M. Jaberi, [et al.] // Journal of Luminescence. - 2020. - V. 218. - P. 116813.

42. Degen, C.L. Quantum sensing / C.L. Degen, F. Reinhard, P. Cappellaro // Reviews of Modern Physics. - 2017. - V. 89. - P. 035002.

43. An elementary quantum network of single atoms in optical cavities / S. Ritter, C. Nölleke, C. Hahn, [et al.] // Nature. - 2012. - V. 484. - P. 195-200.

44. Laser Writing of Color Centers / X. J. Wang, H.H. Fang, F.W. Sun, [et al.] // Laser & Photonics Reviews. - 2022. - V. 16. - P. 2100029.

45. Scanning Confocal Optical Microscopy and Magnetic Resonance on Single Defect Centers / A. Gruber, A. Dräbenstedt, C. Tietz, [et al.] // Science. - 1997. -V. 276. - P. 2012-2014.

46. Stable Solid-State Source of Single Photons / C. Kurtsiefer, S. Mayer, P. Zarda [et al.] // Physical Review Letters. - 2000. - V. 85. - P. 290-293.

47. Continuous-wave room-temperature diamond maser / J.D. Breeze, E. Salvadori, J. Sathian, [et al.] // Nature. - 2018. - V. 555. - P. 493-496.

48. Observation of Coherent Oscillations in a Single Electron Spin / Jelezko F., Gaebel T., Popa I., [et al.] // Physical Review Letters. - 2004. - V. 92. - P. 076401.

49. Gali, A. Theory of the neutral nitrogen-vacancy center in diamond and its application to the realization of a qubit / A. Gali // Physical Review B. - 2009. - V. 79. - P. 235210.

50. Multipartite Entanglement Among Single Spins in Diamond / P. Neumann, N. Mizuochi, F. Rempp, [et al.] //Science. - 2008. - V. 320. - P. 1326-1329.

51. Room-Temperature Quantum Bit Memory Exceeding One Second / P.C. Maurer, G. Kucsko, C. Latta, [et al.] // Science. - 2012. - V. 336. - P. 1283-1286.

52. Long spin coherence times of nitrogen vacancy centers in milled nanodiamonds / B.D. Wood, G.A. Stimpson, J.E. March, [et al.] // Physical Review B. - 2022. -V. 105. - P. 205401.

53. Quantum entanglement between an optical photon and a solid-state spin qubit / E. Togan, Y. Chu, A.S. Trifonov, [et al.] // Nature. - 2010. - V. 466. - P. 730-734.

54. High sensitivity magnetic imaging using an array of spins in diamond / S. Steinert, F. Dolde, P. Neumann, [et al.] // Review of Scientific Instruments. - 2010. - V. 81. -P. 043705.

55. Quantum measurement and orientation tracking of fluorescent nanodiamonds inside living cells / L.P. McGuinness, Y. Yan, A. Stacey, [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2011. - V. 6. - P. 358-363.

56. Monitoring ion-channel function in real time through quantum decoherence / L.T. Hall, C.D. Hill, J.H. Cole, [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences.

- 2010. - V. 107. - P. 18777-18782.

57. Temperature Dependence of the Nitrogen-Vacancy Magnetic Resonance in Diamond / V.M. Acosta, E. Bauch, M.P. Ledbetter, [et al.] // Physical Review Letters.

- 2010. - V. 104. - P. 070801.

58. Violation of a Temporal Bell Inequality for Single Spins in a Diamond Defect Center / G. Waldherr, P. Neumann, S.F. Huelga, [et al.] // Physical Review Letters. -2011. - V. 107. - P. 090401.

59. Gigahertz Dynamics of a Strongly Driven Single Quantum Spin / G.D. Fuchs, V.V. Dobrovitski, D.M. Toyli, [et al.] // Science. - 2009. - V. 326. - P. 1520-1522.

60. Detection of the Meissner effect with a diamond magnetometer / L.-S. Bouchard, V.M. Acosta, E. Bauch, [et al.] // New Journal of Physics. - 2011. - V. 13. -P. 025017.

61. Room-temperature coherent coupling of single spins in diamond / T. Gaebel, M. Domhan, I. Popa, [et al.] // Nature Physics. - 2006. - V. 2. - P. 408-413.

62. Strong magnetic coupling between an electronic spin qubit and a mechanical resonator / P. Rabl, P. Cappellaro, M.V.G. Dutt, [et al.] // Physical Review B. - 2009.

- V. 79. - P. 041302.

63. Experimental open-air quantum key distribution with a single-photon source / R. Alleaume, F. Treussart, G. Messin, [et al.] // New Journal of Physics. - 2004. - V. 6.

- P. 92.

64. Wave-particle duality of single surface plasmon polaritons / R. Kolesov, B. Grotz,

G. Balasubramanian, [et al.] // Nature Physics. - 2009. - V. 5. - P. 470-474.

65. Manson, N.B. Nitrogen-vacancy center in diamond: Model of the electronic structure and associated dynamics / N.B. Manson, J.P. Harrison, M.J. Sellars // Physical Review B. - 2006. - V. 74. - P. 104303.

66. Optical absorption features associated with paramagnetic nitrogen in diamond /

H.B. Dyer, F.A. Raal, L. Du Preez, [et al.] // The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics. - 1965. - V. 11. - P. 763-774.

67. Generation of single color centers by focused nitrogen implantation / J. Meijer, B. Burchard, M. Domhan, [et al.] // Applied Physics Letters. - 2005. - V. 87. -P. 261909.

68. Davies, G. Dynamic Jahn-Teller distortions at trigonal optical centres in diamond / G. Davies // Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1979. - V. 12. -P. 2551.

69. Loubser, J.H.N. Electron spin resonance in the study of diamond / J.H.N. Loubser, J.A. van Wyk // Reports on Progress in Physics. - 1978. - V. 41. - P. 1201.

70. Harrison, J. Optical spin polarisation of the N-V centre in diamond: Proceedings of the 8th International Meeting on Hole Burning, Single Molecule, and Related Spectroscopies: Science and Applications / J. Harrison, M.J. Sellars, N.B. Manson // Journal of Luminescence. - 2004. - V. 107. - P. 245-248.

71. Detection and identification of nitrogen defects in nanodiamond as studied by EPR / A.A. Soltamova, I.V. Ilyin, P.G. Baranov, [et al.] // Physica B: Condensed Matter. - 2009. - V. 404. - P. 4518-4521.

72. Optically detected magnetic resonance of high-density ensemble of NV- centers in diamond / Y. Matsuzaki, H. Morishita, T. Shimooka, [et al.] // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2016. - V. 28. - P. 275302.

73. Excited-state spectroscopy of single NV defects in diamond using optically detected magnetic resonance / P. Neumann, R. Kolesov, V. Jacques, [et al.] // New Journal of Physics. - 2009. - V. 11. - P. 013017.

74. Electron paramagnetic resonance studies of the neutral nitrogen vacancy in diamond / S. Felton, A.M. Edmonds, M.E. Newton, [et al.] // Physical Review B. -2008. - V. 77. - P. 081201.

75. He, X.-F. Paramagnetic resonance of photoexcited N-V defects in diamond. II. Hyperfine interaction with the 14N nucleus / X.-F. He, N.B. Manson, P.T.H. Fisk // Physical Review B. - 1993. - V. 47. - P. 8816-8822.

76. Measurements of statistical properties of single photons emitted by a solitary NV centre in synthetic diamond / R. Hubbard, Yu.B. Ovchinnikov, J. Cheung, [et al.] // Journal of Modern Optics. - 2007. - V. 54. - P. 441-451.

77. Hyperfine interaction in the ground state of the negatively charged nitrogen vacancy center in diamond / S. Felton, A.M. Edmonds, M.E. Newton, [et al.] // Physical Review B. - 2009. - V. 79. - P. 075203.

78. Ultralong spin coherence time in isotopically engineered diamond / G. Balasubramanian, P. Neumann, D. Twitchen, [et al.] // Nature Materials. - 2009. - V. 8. - P. 383-387.

79. Coherent Dynamics of Coupled Electron and Nuclear Spin Qubits in Diamond / L. Childress, M.V. Gurudev, J.M. Taylor, [et al.] // Science. - 2006. - V. 314. -P. 281-285.

80. Enhanced generation of single optically active spins in diamond by ion implantation / B. Naydenov, V. Richter, J. Beck, [et al.] // Applied Physics Letters. -2010. - V. 96. - P. 163108.

81. Repetitive Readout of a Single Electronic Spin via Quantum Logic with Nuclear Spin Ancillae / L. Jiang, J.S. Hodges, J.R. Maze, [et al.] // Science. - 2009. - V. 326. - P. 267-272.

82. The nitrogen-vacancy colour centre in diamond: The nitrogen-vacancy colour centre in diamond / M.W. Doherty, N.B. Manson, P. Delaney, [et al.] // Physics Reports. - 2013. - V. 528. - P. 1-45.

83. Torpo, L. Divacancy in 3C- and 4H-SiC: An extremely stable defect / L. Torpo, T.E.M. Staab, R.M. Nieminen // Physical Review B. - 2002. - V. 65. - P. 085202.

84. Vainer, V. S. Electron spin resonance of exchange-coupled vacancy pairs in hexagonal silicon carbide / V. S. Vainer, V. A. Il'in // Soviet Physics-Solid State. -1981. - No. 23. - P. 2126-2133.

85. Divacancy in 4H-SiC/ N.T. Son, P. Carlsson, J. ul Hassan, [et al.] // Physical Review Letters. - 2006. - V. 96. - P. 055501.

86. Characterization and formation of NV centers in 3C, 4H, and 6H SiC: An ab initio study / A. Csore, H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, [et al.] // Physical Review B. -2017. - V. 96. - P. 085204.

87. Pressure and temperature dependence of the zero-field splitting in the ground state of NV centers in diamond: A first-principles study / V. Ivady, T. Simon, J.R. Maze, [et al.] // Physical Review B. - 2014. - V. 90. - P. 235205.

88. Photoluminescence line shapes for color centers in silicon carbide from density functional theory calculations / A. Hashemi, C. Linderälv, A.V. Krasheninnikov, [et al.] // Physical Review B. - 2021. - V. 103. - P. 125203.

89. Defects in SiC for quantum computing / J.R. Weber, W.F. Koehl, J.B. Varley, [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2011. - V. 109. - P. 102417.

90. Formation of nitrogen-vacancy centers in 4H-SiC and their near infrared photoluminescence properties / S. Sato, T. Narahara, Y. Abe [et al.] // Journal of Applied Physics. - 2019. - V. 126. - P. 083105.

91. Theory of Neutral Divacancy in SiC: A Defect for Spintronics / A. Gali, A. Gâllstrôm, N.T. Son, [et al.] // Materials Science Forum. - 2010. - V. 645-648. -P. 395-397.

92. Isolated electron spins in silicon carbide with millisecond coherence times / D.J. Christle, A.L. Falk, P. Andrich, [et al.] // Nature Materials. - 2015. - V. 14. - P. 160163.

93. Hyperfine and nuclear quadrupole splitting of the NV- ground state in 4H-SiC / F.F. Murzakhanov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, [et al.] // Physical Review B. - 2021.

- V. 103. - P. 245203.

94. Isolated Spin Qubits in SiC with a High-Fidelity Infrared Spin-to-Photon Interface / D.J. Christle, P.V. Klimov, C.F. de las Casas, [et al.] // Physical Review X. - 2017.

- V. 7. - P. 021046.

95. Excitation properties of the divacancy in 4H-SiC / B. Magnusson, N.T. Son, A. Csoré, [et al.] // Physical Review B. - 2018. - V. 98. - P. 195202.

96. Evidence for near-infrared photoluminescence of nitrogen vacancy centers in 4H-SiC / S.A. Zargaleh, B. Eble, S. Hameau, [et al.] // Physical Review B. - 2016. -V. 94. - P. 060102.

97. Depth-dependent decoherence caused by surface and external spins for NV centers in diamond / W. Zhang, J. Zhang, J. Wang, [et al.] // Physical Review B. -2017. - V. 96. - P. 235443.

98. Photoinduced Modification of Single-Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride / Z. Shotan, H. Jayakumar, C.R. Considine, [et al.] // ACS Photonics. - 2016.

- V. 3. - P. 2490-2496.

99. Color Centers in Hexagonal Boron Nitride Monolayers: A Group Theory and Ab Initio Analysis / M. Abdi, J.-P. Chou, A. Gali, [et al.] // ACS Photonics. - 2018. -V. 5. - P. 1967-1976.

100. Identifying carbon as the source of visible single-photon emission from hexagonal boron nitride / N. Mendelson, D. Chugh, J.R. Reimers, [et al.] // Nature Materials. - 2021. - V. 20. - P. 321-328.

101. Quantum emission from hexagonal boron nitride monolayers / T.T. Tran, K. Bray, M.J. Ford, [et al.] // Nature Nanotechnology. - 2016. - V. 11. - P. 37-41.

102. Coherent Manipulation with Resonant Excitation and Single Emitter Creation of Nitrogen Vacancy Centers in 4H Silicon Carbide / Z. Mu, S.A. Zargaleh, H.J. von Bardeleben, [et al.] // Nano Letters. - 2020. - V. 20. - P. 6142-6147.

103. Electron paramagnetic resonance tagged high-resolution excitation spectroscopy of NV-centers in 4H-SiC / S.A. Zargaleh, H.J. von Bardeleben, J.L. Cantin, [et al.] // Physical Review B. - 2018. - V. 98. - P. 214113.

104. Femtosecond Laser Writing of Spin Defects in Hexagonal Boron Nitride / X. Gao, S. Pandey, M. Kianinia, [et al.] // ACS Photonics. - 2021. - V. 8. - P. 994-1000.

105. Temperature dependent energy level shifts of nitrogen-vacancy centers in diamond / X.-D. Chen, C.-H. Dong, F.-W. Sun, [et al.] // Applied Physics Letters. -2011. - V. 99. - P. 161903.

106. Native point defects and impurities in hexagonal boron nitride / L. Weston, D. Wickramaratne, M. Mackoit, [et al.] // Physical Review B. - 2018. - V. 97. -P. 214104.

107. Formation and annealing of nitrogen-related complexes in SiC / U. Gerstmann, E. Rauls, Th. Frauenheim, [et al.] // Physical Review B. - 2003. - V. 67. - P. 205202.

108. Synthesis of Hexagonal Boron Nitride Monolayer: Control of Nucleation and Crystal Morphology / Y. Stehle, H.M.I. Meyer, R.R. Unocic, [et al.] // Chemistry of Materials. - 2015. - V. 27. - P. 8041-8047.

109. Creation of Negatively Charged Boron Vacancies in Hexagonal Boron Nitride Crystal by Electron Irradiation and Mechanism of Inhomogeneous Broadening of Boron Vacancy-Related Spin Resonance Lines / F.F. Murzakhanov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, [et al.] // Nanomaterials. - 2021. - V. 11. - P. 1373.

110. Strain broadening of the 1042-nm zero phonon line of the NV- center in diamond: A promising spectroscopic tool for defect tomography / T.B. Biktagirov, A.N. Smirnov, V.Yu. Davydov, [et al.] // Physical Review B. - 2017. - V. 96. - P. 075205.

111. Generation of Optically Addressable Spin Centers in Hexagonal Boron Nitride by Proton Irradiation / F.F. Murzakhanov, I.E. Mumdzhi, G.V. Mamin, [et al.] // Physics of the Solid State. - 2022. - V. 64. - P. 210-214.

112. Polytype control of spin qubits in silicon carbide / A.L. Falk, B.B. Buckley, G. Calusine, [et al.] // Nature Communications. - 2013. - V. 4. - P. 1819.

113. Pease, R.S. An X-ray study of boron nitride / R.S. Pease // Acta Crystallographica. - 1952. - V. 5. - P. 356-361.

114. Geick, R. Normal Modes in Hexagonal Boron Nitride / R. Geick, C.H. Perry, G. Rupprecht // Physical Review. - 1966. - V. 146. - P. 543-547.

115. Vuong P. Optical spectroscopy of boron nitride heterostructures : phdthesis/P. Vuong. - Université Montpellier, 2018.

116. Deligiannakis, Y. Electron spin echo envelope modulation (ESEEM) spectroscopy as a tool to investigate the coordination environment of metal centers / Y. Deligiannakis, M. Louloudi, N. Hadjiliadis // Coordination Chemistry Reviews. -2000. - V. 204. - P. 1-112.

117. Dzuba, S. A. ESEEM of spin labels to study intermolecular interactions, molecular assembly and conformation / S. A. Dzuba, D. Marsh // Electron Paramagnetic Resonance. - 2014. - P. 102-121.

118. Kim, S.-K. Defect-Induced Luminescence Quenching of 4H-SiC Single Crystal

Grown by PVT Method through a Control of Incorporated Impurity Concentration /

S.-K. Kim, E.Y. Jung, M.-H. Lee // Compounds. - 2022. - V. 2. - P. 68-79.

122

119. Simple method for the growth of 4H silicon carbide on silicon substrate/ M. Asghar, M.Y. Shahid, F. Iqbal, [et al.] // AIP Advances. - 2016. - V. 6. - P. 035201.

120. Characterization methods dedicated to nanometer-thick hBN layers / L. Schue, I. Stenger, F. Fossard, [et al.] // 2D Materials. - 2016. - V. 4. - P. 015028.

121. Electron Spin Coherence and Electron Nuclear Double Resonance of Bi Donors in Natural Si / R.E. George, W. Witzel, H. Riemann, [et al.] // Physical Review Letters. - 2010. - V. 105. - P. 067601.

122. Ye, M. Spin coherence in two-dimensional materials / M. Ye, H. Seo, G. Galli // npj Computational Materials. - 2019. - V. 5. - P. 1-6.

123. Observation of Fourier transform limited lines in hexagonal boron nitride / A. Dietrich, M. Bürk, E.S. Steiger, [et al.] // Physical Review B. - 2018. - V. 98. -P. 081414.

124. Room temperature coherent control of spin defects in hexagonal boron nitride / A. Gottscholl, M. Diez, V. Soltamov, [et al.] // Science Advances. - 2021. - V. 7. -P. 3630.

125. Coherent dynamics of multi-spin VB- center in hexagonal boron nitride / W. Liu, V. Ivady, Z.-P. Li, [et al.] // Nature Communications. - 2022. - V. 13. - P. 5713.

126. Single-spin resonance in a van der Waals embedded paramagnetic defect/ N. Chejanovsky, A. Mukherjee, J. Geng, [et al.] // Nature Materials. - 2021. - V. 20. -P. 1079-1084.

127. Relaxation processes and high-field coherent spin manipulation in color center ensembles in 6H-SiC / V.A. Soltamov, B.V. Yavkin, A.N. Anisimov, [et al.] // Physical Review B. - 2021. - V. 103. - P. 195201.

128. Nuclear spin polarization and control in hexagonal boron nitride / X. Gao, S. Vaidya, K. Li, [et al.] // Nature Materials. - 2022. - V. 21. - P. 1024-1028.

129. Coherence protection of spin qubits in hexagonal boron nitride / A.J. Ramsay, R. Hekmati, C.J. Patrickson, [et al.] // Nature Communications. - 2023. - V. 14. -P. 461.

130. High-Contrast Plasmonic-Enhanced Shallow Spin Defects in Hexagonal Boron Nitride for Quantum Sensing / X. Gao, B. Jiang, A.E. Llacsahuanga Allcca, [et al.] // Nano Letters. - 2021. - V. 21. - P. 7708-7714.

131. Two-electron Rabi oscillations in real-time time-dependent density-functional theory / B.F. Habenicht, N.P. Tani, M.R. Provorse, [et al.] // The Journal of Chemical Physics. - 2014. - V. 141. - P. 184112.