Оптическая спиновая инициализация азот-вакансионных центров в изотопно-обогащенном ($^{28}$Si) кристалле 6H-SiC для квантовых технологий

Высокоспиновые дефектные центры в кристаллических матрицах используются в качестве базы для квантово-вычислительных технологий, высокочувствительных сенсоров и источников однофотонных излучений. В данной работе методами фотоиндуцированного ($\lambda= 980\,$нм) высокочастотного ($94$ ГГц, $3.4$ Тл) импульсного электронного парамагнитного резонанса при температуре $T= 150\,$K исследованы оптически активные азот-вакансионные центры окраски (NV$^-$) в изотопно-модифицированном ($^{28}$Si, ядерный спин $I = 0$) кристалле карбида кремния $6$H-$^{28}$SiC. Идентифицированы три структурно-неэквивалентных типа NV$^-$ центров с аксиальной симметрией и определены их спектроскопические параметры. Длинные ансамблевые значения времен спин-решеточной $T_1 = 1.3\,$мс и спин-спиновой $T_2 = 59\,$мкс релаксаций NV$^-$ центров со сверхузкими линиями поглощения ($450$ кГц), позволяют высокоселективно возбуждать резонансные переходы между подуровнями $(m_I)$, обусловленными слабым сверхтонким взаимодействием $(A\approx1\,$МГц) с ядрами $^{14}$N $(I = 1)$, для квантового манипулирования электронной спиновой намагниченностью.