Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Fluorine donor bound electron spins as quibits
AutorKim, Youngmin Martin
PrüferLischka, Klaus In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Zentgraf, Thomas In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2013
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2013
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 11.06.2013
SpracheEnglisch ; Deutsch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-11700 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Fluorine donor bound electron spins as quibits [5.99 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Im Laufe dieser Arbeit werde ich die Potentiale des gebundenen Elektrons in einem ZnSe:F System hervorheben, indem experimentell einige ihrer erforderlichen Eigenschaften als Qubits aufgezeigt werden. In Kapitel 3 werde ich die QW-confinement für eine gesteigerte optische Helligkeit und eine Reduktion der inhomogenen Ausdehnung vorstellen. Auf Grund der Kompression der Donorwellenfunktion in den QWs konnte ebenfalls eine erhöhte Bindungsenergie des Exzitons beobachtet werden. In Kapitel 4 wird die konventionelle MBE Fluor-Doping-Methode untersucht und aufgezeigt, dass es eine Beschränkung gibt, das erforderliche Dopinglevel zu erreichen. Auf Grund dieser Beobachtung wurde eine ZnF2 cracker-Zelle eingesetzt, um den 19F Molekularstrahlfluss zu ermöglichen. Daraus resultierend konnten wir nun das Dopinglevel zwischen 1E15 cm-3 und 1E18 cm-3 mit Hilfe der Dopingtemperatur und dem Dopingmodus modulieren. Alternativ dazu untersuchten wir auch die Ionen-Implantation des Fluors in ZnSe QWs und stellten fest, dass die Fluorverunreinigungen als aktive Donoren integriert werden können. Im nächsten Kapitel werden Fertigungsprozesse von ZnMgSe/ZnSe pillars zur Isolierung individueller Fluorverunreinigungen vorgestellt. In Kapitel 5 wird auch die Photolumineszenzspektroskopie aus F-implantierten pillars untersucht. Im 6. Kapitel konnten wir, unter einem externen magnetischen Feld, die Existenz eines optisch kontrollierbaren Lambda-Systems bestätigen, das vollständig verbunden und initiierbar ist. Obwohl noch einige Weiterentwicklungen nötig sind, um dieses System den gegenwärtig vorhandenen als zuverlässige Qubits gleich zu stellen, bleiben ZnSe:F Systeme, auf der Grundlage der in dieser Arbeit präsentierten Untersuchungen und ihrer möglichen Potentiale, dennoch ein reizvoller Festkörperbasierender Qubit Kandidat für Konzepte der Quanteninformatik.

Zusammenfassung (Englisch)

Throughout this thesis, I have underlined the potentials of the bound electron in ZnSe:F system by experimentally demonstrating some of the demanded properties as qubits. In Chapter 3, I introduced the QW-confinement for an enhanced optical brightness and a reduction of the inhomogeneous broadening. An increased binding energy of exciton was also observed due to the compression of the donor wavefunction in the QWs. In Chapter 4, we have investigated conventional MBE fluorine doping method and reported a limitation of reaching the demanded doping level. Thus, we installed the ZnF2 cracker cell to establish 19F molecular beam flux. As a result, we were able to modulate the doping level between 1E15 cm-3 and 1E18 cm-3 by doping temperature and mode. Alternatively, we have investigated the ion implantation of fluorine in ZnSe QWs, and reported that the fluorine impurities can be incorporated as active donors. In the following chapter, I provided fabrication processes of ZnMgSe/ZnSe pillars as means of isolating individual fluorine impurities. The photoluminescence spectroscopy from F-implanted pillars was also investigated in Chapter 5. In Chapter 6, under an external magnetic field, we have verified the presence of optically controllable lambda-system, which is fully-connected, and initializable. Although there are still several advancements to be made to verge on other candidate systems as reliable qubits, based on the works presented in this thesis and further potentials to be realized, the ZnSe:F system remains as an appealing solid-state based qubit candidate for quantum information science schemes.