High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings
IR light absorption oscillations in 2D macroporous silicon with CdTe, ZnO, and CdS surface nanocrystals, microporous, and SiO₂ layers were compared, taking into account the electro-optical Wannier–Stark effect. We proposed a high-coherent optical quantum computer based on ZnO nanoparticles on macrop...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
|---|---|
| Дата: | 2020 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215850 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings / L.A. Karachevtseva, O.O. Lytvynenko // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 316-322. — Бібліогр.: 20 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862654475107303424 |
|---|---|
| author | Karachevtseva, L.A. Lytvynenko, O.O. |
| author_facet | Karachevtseva, L.A. Lytvynenko, O.O. |
| citation_txt | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings / L.A. Karachevtseva, O.O. Lytvynenko // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 316-322. — Бібліогр.: 20 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
| description | IR light absorption oscillations in 2D macroporous silicon with CdTe, ZnO, and CdS surface nanocrystals, microporous, and SiO₂ layers were compared, taking into account the electro-optical Wannier–Stark effect. We proposed a high-coherent optical quantum computer based on ZnO nanoparticles on macroporous silicon surface with the broadening parameter of the Wannier–Stark steps of 10⁻³ and the IR oscillation coherence of 0.250.4% at room temperature. This value is much less than the coherence of cold atoms (5%) and diamond crystal with the nitrogen impurity (10–17%). A logical qubit of this quantum computer is the presence/absence of the infinite resonance scattering of oscillated electron by the Wannier levels in the electric field at the silicon matrix – nanocoating boundary. The scattering amplitudes are controlled and measured at room temperature by using the resonant maxima of IR absorption.
Одним з перспективних матеріалів для розробки двовимірних фотонних структур є макропористий кремній, отриманий за допомогою фотоанодного травлення. Наявність періодично розташованих циліндричних пор, розділених кремнієвими колонами, забезпечує велику ефективну поверхню структур, покращує оптичні та фотофізичні характеристики макропористого кремнію. У даній роботі досліджено осциляції ІЧ-поглинання двовимірними структурами макропористого кремнію з мікропористими шарами кремнію, SiO₂ нанопокриттями та CdTe, ZnO поверхневими нанокристалами з урахуванням електрооптичного ефекту Ваньє–Штарка. Аналіз експериментальних спектрів поглинання здійснено в рамках моделі резонансного розсіювання електронів з нескінченною амплітудою на поверхневих станах у сильному електричному полі, з різницею між двома резонансними енергіями, що дорівнює сходинці Ваньє–Штарка. Постійність періоду осциляцій вказує на реалізацію ефекту Ваньє–Штарка на довільно розподілених поверхневих станах на межі «кремнійно-нанопокриття». Проведено порівняння ІЧ-поглинання світла в 2D-структурах макропористого кремнію з поверхневими нанопокриттями, проаналізовано зрушення і відхилення вершин коливань. Когерентність осциляцій ІЧ-спектрів підвищується в результаті зменшення концентрації поверхневих станів та оптимальної площі контакту нанокристалів до поверхні макропор. Таким чином, зсув осциляцій для наночастинок ZnO з оптимальним розміром нанокристалів (3,7…4,4 нм) призводить до відхилень коливань у межах 0,26…0,42 меВ, тобто узгодженість коливань досягає 0,25…0,4%. Малий параметр уширення сходинок Ваньє–Штарка Г = 0,3…0,8 см⁻¹ дорівнює цьому параметру для поверхневих тонких плівок напівпровідників II–VI. Контрольованість і когерентність дослідженої системи визначаються формуванням когерентних рівнів Ваньє у вузькій трикутній потенціальній ямі, сформованій в електричному полі на границі «кремній–нанопокриття». У результаті було запропоновано висококогерентний оптичний квантовий комп’ютер на основі реалізації квантового електрооптичного ефекту Ваньє–Штарка на кремнієвій матриці з макропорами та шаром нанокристалів на поверхні макропор.
|
| first_indexed | 2026-04-16T18:55:33Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-215850 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-8034 |
| language | English |
| last_indexed | 2026-04-16T18:55:33Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Karachevtseva, L.A. Lytvynenko, O.O. 2026-03-30T13:34:54Z 2020 High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings / L.A. Karachevtseva, O.O. Lytvynenko // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 316-322. — Бібліогр.: 20 назв. — англ. 1560-8034 PACS: 71.70.Ej, 78.20.Jq https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215850 https://doi.org/10.15407/spqeo23.03.316 IR light absorption oscillations in 2D macroporous silicon with CdTe, ZnO, and CdS surface nanocrystals, microporous, and SiO₂ layers were compared, taking into account the electro-optical Wannier–Stark effect. We proposed a high-coherent optical quantum computer based on ZnO nanoparticles on macroporous silicon surface with the broadening parameter of the Wannier–Stark steps of 10⁻³ and the IR oscillation coherence of 0.250.4% at room temperature. This value is much less than the coherence of cold atoms (5%) and diamond crystal with the nitrogen impurity (10–17%). A logical qubit of this quantum computer is the presence/absence of the infinite resonance scattering of oscillated electron by the Wannier levels in the electric field at the silicon matrix – nanocoating boundary. The scattering amplitudes are controlled and measured at room temperature by using the resonant maxima of IR absorption. Одним з перспективних матеріалів для розробки двовимірних фотонних структур є макропористий кремній, отриманий за допомогою фотоанодного травлення. Наявність періодично розташованих циліндричних пор, розділених кремнієвими колонами, забезпечує велику ефективну поверхню структур, покращує оптичні та фотофізичні характеристики макропористого кремнію. У даній роботі досліджено осциляції ІЧ-поглинання двовимірними структурами макропористого кремнію з мікропористими шарами кремнію, SiO₂ нанопокриттями та CdTe, ZnO поверхневими нанокристалами з урахуванням електрооптичного ефекту Ваньє–Штарка. Аналіз експериментальних спектрів поглинання здійснено в рамках моделі резонансного розсіювання електронів з нескінченною амплітудою на поверхневих станах у сильному електричному полі, з різницею між двома резонансними енергіями, що дорівнює сходинці Ваньє–Штарка. Постійність періоду осциляцій вказує на реалізацію ефекту Ваньє–Штарка на довільно розподілених поверхневих станах на межі «кремнійно-нанопокриття». Проведено порівняння ІЧ-поглинання світла в 2D-структурах макропористого кремнію з поверхневими нанопокриттями, проаналізовано зрушення і відхилення вершин коливань. Когерентність осциляцій ІЧ-спектрів підвищується в результаті зменшення концентрації поверхневих станів та оптимальної площі контакту нанокристалів до поверхні макропор. Таким чином, зсув осциляцій для наночастинок ZnO з оптимальним розміром нанокристалів (3,7…4,4 нм) призводить до відхилень коливань у межах 0,26…0,42 меВ, тобто узгодженість коливань досягає 0,25…0,4%. Малий параметр уширення сходинок Ваньє–Штарка Г = 0,3…0,8 см⁻¹ дорівнює цьому параметру для поверхневих тонких плівок напівпровідників II–VI. Контрольованість і когерентність дослідженої системи визначаються формуванням когерентних рівнів Ваньє у вузькій трикутній потенціальній ямі, сформованій в електричному полі на границі «кремній–нанопокриття». У результаті було запропоновано висококогерентний оптичний квантовий комп’ютер на основі реалізації квантового електрооптичного ефекту Ваньє–Штарка на кремнієвій матриці з макропорами та шаром нанокристалів на поверхні макропор. en Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics Optics High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings Висококогерентні осциляції в ІЧ-спектрах макропористого кремнію з нанопокриттями Article published earlier |
| spellingShingle | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings Karachevtseva, L.A. Lytvynenko, O.O. Optics |
| title | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| title_alt | Висококогерентні осциляції в ІЧ-спектрах макропористого кремнію з нанопокриттями |
| title_full | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| title_fullStr | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| title_full_unstemmed | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| title_short | High-coherent oscillations in IR spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| title_sort | high-coherent oscillations in ir spectra of macroporous silicon with nanocoatings |
| topic | Optics |
| topic_facet | Optics |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215850 |
| work_keys_str_mv | AT karachevtsevala highcoherentoscillationsinirspectraofmacroporoussiliconwithnanocoatings AT lytvynenkooo highcoherentoscillationsinirspectraofmacroporoussiliconwithnanocoatings AT karachevtsevala visokokogerentníoscilâcíívíčspektrahmakroporistogokremníûznanopokrittâmi AT lytvynenkooo visokokogerentníoscilâcíívíčspektrahmakroporistogokremníûznanopokrittâmi |