[IEEE 2018光电与微电子材料与器件会议(COMMAD) - 澳大利亚珀斯 (2018.12.9-2018.12.13)] 2018年光电与微电子材料与器件会议(COMMAD) - 同位素纯硅-28回音壁模式谐振器：窄线宽自旋系综的载体

摘要： 从同位素纯晶体棒材中加工出了单晶同位素纯28Si圆柱形回音壁模式谐振器。加工前，该晶体棒被置于腔体中，在10至15GHz频率范围内展现出品质因数超过百万的最佳布拉格限制模式。电子自旋共振光谱显示存在线宽极窄的自旋跃迁，其g因子为1.995±0.008。分析确定线宽上限为7kHz，自旋浓度低于1011个/cm3（万亿分之十）。加工成回音壁模式谐振器后，通过测量基模系列的频率，测得材料在4K和20mK附近的相对介电常数为11.488±0.024，其精度仅受限于谐振器的尺寸精度。然而品质因数降至40,000以下。拉曼光谱显示加工导致晶体径向表面产生应变展宽。经酸洗蚀刻和退火处理后，表面损伤得以修复，随后高Q值也得以恢复。下一步将有意植入离子，尝试实现具有时钟跃迁的窄线宽自旋系综，使其与晶体内部的高Q值回音壁模式耦合。