Résumé - Le muonium comme sonde des défauts ponctuels dans le diamant de type Ib

Le muonium comme sonde des défauts ponctuels dans le diamant de type Ib

2025-07-10 12:59:22

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

{cond-mat.mtrl-sci}

Ce document explore l'utilisation du muonium (Mu), un état lié d'un muon positif et d'un électron, comme probe pour étudier les défauts ponctuels dans les cristaux de diamant de type Ib. Le muonium peut diffuser à travers les réseaux cristallins et interagir avec les centres de défaut dans les isolants et les semi-conducteurs, tels que les atomes de nitrogène substitués (N0s) et les centres nitrogène-vide (NV) dans le diamant. La recherche démontre que les muons dans le diamant peuvent exister dans plusieurs états de muonium distincts, chacun contribuant au signal de muon. Ces états peuvent subir des interactions d'échange de site et de charge, formant un réseau dynamique. Pour étudier l'interaction du muonium avec les défauts ponctuels, les données de muon doivent être déconvolutées pour isoler les signaux provenant des espèces diffusant. L'étude a employé une méthode de matrice de densité pour simuler l'évolution temporelle de la polarisation de spin des muons et a effectué un ajustement de courbe global aux données de balayage longitudinal du champ pour extraire les taux de transition de muonium impliquant une interaction avec les centres de défaut. La recherche a révélé que le muonium tétraédrique interstitiel diffusant interagit avec le centre paramagnétique N0s par échange de spin électronique, tandis qu'en interagissant avec le centre NV négativement chargé, il le convertit en formant un centre diamagnétique. La recherche met en lumière le potentiel du muonium comme probe pour étudier les défauts ponctuels dans le diamant et d'autres systèmes semi-conducteurs, offrant des insights sur la dynamique du muonium et ses interactions avec les défauts. Des études supplémentaires, y compris des investigations dépendantes de la température, pourraient aider à répondre aux questions sur la vitesse du muonium et les sections d'absorption de capture dans divers systèmes semi-conducteurs.