通过薄二氧化硅层增强硅中单离子注入的二次电子检测
确定性可控掺杂是实现基于硅中V族供体的可扩展量子器件的关键。该研究团队展示了一种非破坏性、高效率的单离子植入事件检测方法,利用聚焦离子束(FIB)系统中的二次电子(SE)信号。通过将低能锑离子注入本征硅,该技术实现了高达98%的单离子检测效率,并通过植入前后校准的离子电流测量得到验证。与离子束诱导电流(IBIC)方法不同,该技术无需电接触或器件加工即可达到约30纳米的空间分辨率。研究人员发现引入受控SiO2覆盖层能显著提升二次电子产额——这与氧化物中电子平均自由程增加的现象一致,同时确保离子成功沉积到下层衬底的概率保持高位。二次电子产额与离子速度呈正相关,因此较高质量入射离子(如镱、铋等)需要更高能量以维持检测效率。该工作为精确供体定位提供了稳健且可扩展的技术路径,并将确定性植入策略拓展至多种材料体系和量子器件架构。