Название:	Разработка квантовых сенсоров на основе карбида кремния и создание диагностического
Грантодатель:	Контракты ФЦП
Критическая технология:	Технологии диагностики наноматериалов и наноустройств
Приоритетное направление:	Индустрия наносистем
Ключевые слова:	Микроскопия, конфокальная микроскопия, электронный парамагнитный резонанс, оптически-детектируемый магнитный резонанс, карбид кремния, сенсорика, магнитометрия, термометрия
Тип:	исследовательский
Руководитель(и):	Баранов,ПГ
Подразделения:	лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ)
Код проекта:	14.604.21.0083
Финансирование 2014 г.:	26 000 000
Исполнители:	Солтамов,ВА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Бадалян,АГ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Асатрян,ГР: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Ильин,ИВ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Романов,НГ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Храмцов,ВА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Бабунц,РА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Преображенский,ВЛ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Толмачев,ДО: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Голощапов,СИ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Музафарова,: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Корнован,ДФ: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Мохов,ЕН: лаб. электроники полупроводников с большой энергией связи (Мохова,ЕН) Нагалюк,СС: лаб. электроники полупроводников с большой энергией связи (Мохова,ЕН) Белов,ВИ: патентно-лицензионная служба (Патентно-лицензионная служба) Даниловский,ЭЮ: лаб. атомной радиоспектроскопии (Александрова,ЕБ) Гец,ДС: лаб. атомной радиоспектроскопии (Александрова,ЕБ) Бундакова,АП: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Крамущенко,ДД: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Гурин,АС: None Успенская,ЮА: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Анисимов,АН: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ) Измайлов,РР: лаб. микроволновой спектроскопии кристаллов (Баранова,ПГ)

1. Цель проекта Магнитооптические свойства одиночных центров и их ансамблей в полупроводниковых мате¬риалах позволяют использовать их для создания принципиально новых квантовых сенсоров для ре¬гистрации магнитных полей и температур с высокой чувствительностью и с высоким пространствен¬ным разрешением. Проект направлен на поиск и идентификацию центров в карбиде кремния, обла¬дающих свойствами оптимальными для их использования в качестве высокочувствительных кванто¬вых сенсоров магнитных полей и температур, а также на интеграцию сенсоров в оптический конфо¬кальный спектрометр магнитного резонанса для создания нового класса приборов сенсорики - маг¬нитометрии и термометрии с нанометровым пространственным разрешением. 2. Основные результаты проекта В рамках ПНИ на первом этапе был проведен аналитический обзор литературы и патентный поиск, позволяющие более детально провести комплексный анализ проблемной области проекта, обосновать и выбрать оптимальное направление проведения ПНИ. В ходе первого этапа были разра¬ботаны методы оптического детектирования магнитного резонанса по люминесценции в диапазоне 1 МГц - 4 ГГц. Данный частотный диапазон является оптимальным для использования магнитоопти¬ческих свойств дефектов в карбиде кремния. Были определены требования к экспериментальным об¬разцам для калибровки спектрометра. В качестве образцов было предложено использовать хорошо исследованные «модельные» центры - азотно-вакансионные (NV) дефекты в алмазах. Для калибров¬ки принципиальным является установление ориентация NV дефектов в алмазе. Результаты разработ¬ки требований легли в основу поданной заявки на патент. Были проведены работы, направленные на определение наиболее подходящих параметров изготовления карбида кремния. Были выполнены ра¬боты по изготовлению образцов и проведена их характеризация методами фотолюминесценции и электронного парамагнитного резонанса. Установлено, с повышением степени компенсации мелких донорных примесей эффективность создания вакансионных кремниевых центров с характерной флуоресценцией в ближнем ИК диапазоне возрастает. Был обозначен круг проблем, которые необхо¬димо решить для создания сенсоров, а также разработаны подходы к регистрации магнитных полей и температур. По результатам проведенных исследований поданы к публикации 3 статьи и одна заявка на патент. Были исследованы принципиальные возможности создания вакансионных ОДМР центров в микронных, субмикронных и наноразмерных кристаллах 6H-SiC. Показано, что изменение разме¬ров кристаллов карбида кремния не влияет на фундаментальные магнитооптические свойства вакан-сионных ОДМР-центров в нем.