Resumen - El muonio como sondeo de defectos puntuales en diamante de tipo Ib

El muonio como sondeo de defectos puntuales en diamante de tipo Ib

2025-07-10 12:59:22

{"K. Yokoyama","J. S. Lord","H. Abe","T. Ohshima"}

{cond-mat.mtrl-sci}

Este documento explora el uso del muonio (Mu), un estado ligado de un muón positivamente cargado y un electrón, como probe para estudiar los defectos puntuales en cristales de diamante tipo Ib. El muonio puede difundirse a través de redes cristalinas e interactuar con centros de defectos en aislantes y semiconductores, como átomos de nitrógeno sustituyentes (N0s) y centros de vacío-nitrógeno (NV) en el diamante. La investigación demuestra que los muones en el diamante pueden existir en varios estados de muonio distintos, cada uno contribuyendo a la señal de muón. Estos estados pueden undergo intercambios de sitio y carga, formando una red dinámica. Para estudiar la interacción del muonio con defectos puntuales, los datos de muones deben ser descomponibles para aislar señales de especies difusas. El estudio utilizó un método de matriz de densidad para simular la evolución en el tiempo de la polarización de momento angular del muón y llevó a cabo un ajuste de curva global a los datos de escaneo de campo longitudinal para extraer las tasas de transición de muonio involucradas en interacciones con centros de defectos. La investigación encontró que el muonio intersticial tetraédrico difundente interactúa con el centro paramagnético N0s mediante intercambio de momento angular electrónico, mientras que al interactuar con el centro NV negativamente cargado lo convierte en un centro diamagnético. La investigación destaca el potencial del muonio como probe para estudiar defectos puntuales en el diamante y otros sistemas semiconductoras, ofreciendo insights sobre la dinámica del muonio y sus interacciones con defectos. Estudios adicionales, incluyendo investigaciones dependientes de la temperatura, podrían ayudar a abordar preguntas sobre la velocidad del muonio y las secciones transversales de captura en diversos sistemas semiconductoras.