우리는 육방정계 탄화규소(4H-SiC)에서 음전하를 띤 실리콘 공석(VSi−) 센터의 여기상태(ES)와 바닥상태(GS)를 광학적으로 검출된 자기공명(optically detected magnetic resonance, ODMR)으로 특성화하여 열측정 양자 센서를 구현하였다. ODMR 신호에서 ES와 GS 사이의 대비가 반전되는 현상을 관측했으며, 4H-SiC에서 스핀 상태의 에너지 준위가 미치는 영향을 규명하였다. 또한 VSi− 센터의 ES ODMR 신호가 온도에 의존하며, 무자기장 분할(zero-field splitting, ZFS)에서 0 K에서 2 MHz/K의 열적 천이가 나타남을 확인하였다. 이에 따라 우리는 양성자 빔 기록(proton beam writing)으로 4H-SiC p–n 다이오드 내에 VSi− 센터의 마이크로스케일 점(dots)을 제작하고, 주입 전류에 의해 유도된 온도 변화를 측정함으로써 열측정 양자 센서의 구동을 시연하였다. 본 시연은 향후 응용을 위해 SiC 전력 소자 내부의 원자 크기 열전달/온도계(thermometer) 개발을 위한 길을 열어준다.

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