Point defects in semiconductors are relevant for use in quantum technologies as room temperature qubits and single photon emitters. Among suggested defects for these applications are the negatively charged silicon vacancy and the neutral divacancy in SiC. The possible nonequivalent configurations of these defects have been identified in 4H-SiC, but for 6H-SiC, the work is still in progress. In this paper, we identify the different configurations of the silicon vacancy and the divacancy defects to each of the V1-V3 and the QL1-QL6 color centers in 6H-SiC, respectively. We accomplish this by comparing the results from ab initio calculations with experimental measurements for the zero-phonon line, hyperfine tensor, and zero-field splitting.

1.
F.
Jelezko
and
J.
Wrachtrup
,
Phys. Status Solidi A
203
,
3207
(
2006
).
2.
R.
Hanson
and
D. D.
Awschalom
,
Nature (London)
453
,
1043
(
2008
).
3.
D. D.
Awschalom
,
L. C.
Bassett
,
A. S.
Dzurak
,
E. L.
Hu
, and
J. R.
Petta
,
Science
339
,
1174
(
2013
).
4.
L.
Childress
,
J. M.
Taylor
,
A. S.
Sørensen
, and
M. D.
Lukin
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
070504
(
2006
).
5.
I.
Aharonovich
,
S.
Castelletto
,
D. A.
Simpson
,
A.
Stacey
,
J.
McCallum
,
A. D.
Greentree
, and
S.
Prawer
,
Nano Lett.
9
,
3191
(
2009
).
6.
R.
Kolesov
,
K.
Xia
,
R.
Reuter
,
R.
Stöhr
,
A.
Zappe
,
J.
Meijer
,
P. R.
Hemmer
, and
J.
Wrachtrup
,
Nat. Commun.
3
,
1029
(
2012
).
7.
S.
Castelletto
,
B. C.
Johnson
,
V.
Ivády
,
N.
Stavrias
,
T.
Umeda
,
A.
Gali
, and
T.
Ohshima
,
Nat. Mater.
13
,
151
(
2014
).
8.
I.
Aharonovich
,
D.
Englund
, and
Milos
Toth
,
Nat. Photonics
10
,
631
(
2016
).
9.
J. R.
Weber
,
W. F.
Koehl
,
J. B.
Varley
,
A.
Janotti
,
B. B.
Buckley
,
C. G.
Van de Walle
, and
D. D.
Awschalom
,
Proc. Natl. Acad. Sci.
107
,
8513
(
2010
).
10.
J.
Wrachtrup
and
F.
Jelezko
,
J. Phys.-Condens. Matter
18
,
S807
(
2006
).
11.
G.
Kucsko
,
P. C.
Maurer
,
N. Y.
Yao
,
M.
Kubo
,
H. J.
Noh
,
P. K.
Lo
,
H.
Park
, and
M. D.
Lukin
,
Nature
500
,
54 EP
(
2013
).
12.
A. L.
Falk
,
P. V.
Klimov
,
B. B.
Buckley
,
V.
Ivády
,
I. A.
Abrikosov
,
G.
Calusine
,
W. F.
Koehl
,
A.
Gali
, and
D. D.
Awschalom
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
187601
(
2014
).
13.
G.
Balasubramanian
,
I. Y.
Chan
,
R.
Kolesov
,
M.
Al-Hmoud
,
J.
Tisler
,
C.
Shin
,
C.
Kim
,
A.
Wojcik
,
P. R.
Hemmer
,
A.
Krueger
,
T.
Hanke
,
A.
Leitenstorfer
,
R.
Bratschitsch
,
F.
Jelezko
, and
J.
Wrachtrup
,
Nature
455
,
648
(
2008
).
14.
M. W.
Doherty
,
N. B.
Manson
,
P.
Delaney
,
F.
Jelezko
,
J.
Wrachtrup
, and
L. C.
Hollenberg
, “
The nitrogen-vacancy colour centre in diamond
,”
Phys. Rep.
528
,
1
(
2013
).
15.
W. F.
Koehl
,
B. B.
Buckley
,
F. J.
Heremans
,
G.
Calusine
, and
D. D.
Awschalom
,
Nature
479
,
84
(
2011
).
16.
A. L.
Falk
,
B. B.
Buckley
,
G.
Calusine
,
W. F.
Koehl
,
V. V.
Dobrovitski
,
A.
Politi
,
C. A.
Zorman
,
P. X.-L.
Feng
, and
D. D.
Awschalom
,
Nat. Commun.
4
,
1819
(
2013
).
17.
V. A.
Soltamov
,
A. A.
Soltamova
,
P. G.
Baranov
, and
I. I.
Proskuryakov
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
226402
(
2012
).
18.
M.
Widmann
,
S.-Y.
Lee
,
T.
Rendler
,
N. T.
Son
,
H.
Fedder
,
S.
Paik
,
L.-P.
Yang
,
N.
Zhao
,
S.
Yang
,
I.
Booker
,
A.
Denisenko
,
M.
Jamali
,
S. A.
Momenzadeh
,
I.
Gerhardt
,
T.
Ohshima
,
A.
Gali
,
E.
Janzén
, and
J.
Wrachtrup
,
Nat. Mater.
14
,
164
(
2015
).
19.
G.
Balasubramanian
,
P.
Neumann
,
D.
Twitchen
,
M.
Markham
,
R.
Kolesov
,
N.
Mizuochi
,
J.
Isoya
,
J.
Achard
,
J.
Beck
,
J.
Tissler
,
V.
Jacques
,
P. R.
Hemmer
,
F.
Jelezko
, and
J.
Wrachtrup
,
Nat. Mater.
8
,
383
(
2009
).
20.
D. J.
Christle
,
A. L.
Falk
,
P.
Andrich
,
P. V.
Klimov
,
J. U.
Hassan
,
N. T.
Son
,
E.
Janzén
,
T.
Ohshima
, and
D. D.
Awschalom
,
Nat. Mater.
14
,
160
(
2015
).
21.
J.
Davidsson
,
V.
Ivdy
,
R.
Armiento
,
N. T.
Son
,
A.
Gali
, and
I. A.
Abrikosov
,
New J. Phys.
20
,
023035
(
2018
).
22.
V.
Ivády
,
J.
Davidsson
,
N. T.
Son
,
T.
Ohshima
,
I. A.
Abrikosov
, and
A.
Gali
,
Phys. Rev. B
96
,
161114
(
2017
).
23.
L.
Gordon
,
A.
Janotti
, and
C. G.
Van de Walle
,
Phys. Rev. B
92
,
045208
(
2015
).
24.
E.
Sörman
,
N. T.
Son
,
W.
Chen
,
O.
Kordina
,
C.
Hallin
, and
E.
Janzén
,
Phys. Rev. B
61
,
2613
(
2000
).
25.
N.
Mizuochi
,
S.
Yamasaki
,
H.
Takizawa
,
N.
Morishita
,
T.
Ohshima
,
H.
Itoh
, and
J.
Isoya
,
Phys. Rev. B
68
,
165206
(
2003
).
26.
P. G.
Baranov
,
I.
Ilin
,
E.
Mokhov
,
M.
Muzafarova
,
S. B.
Orlinskii
, and
J.
Schmidt
,
J. Exp. Theor. Phys. Lett.
82
,
441
(
2005
).
27.
N. T.
Son
,
P.
Carlsson
,
J.
ul Hassan
,
E.
Janzén
,
T.
Umeda
,
J.
Isoya
,
A.
Gali
,
M.
Bockstedte
,
N.
Morishita
,
T.
Ohshima
, and
H.
Itoh
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
055501
(
2006
).
28.
Ö.
Soykal
,
P.
Dev
, and
S. E.
Economou
,
Phys. Rev. B
93
,
081207
(
2016
).
29.
P.
Hohenberg
and
W.
Kohn
,
Phys. Rev.
136
,
B864
(
1964
).
30.
W.
Kohn
and
L. J.
Sham
,
Phys. Rev.
140
,
A1133
(
1965
).
31.
V.
Ivády
,
I. A.
Abrikosov
, and
A.
Gali
,
NPJ Comput. Mater.
4
,
76
(
2018
).
32.
G.
Kresse
and
J.
Hafner
,
Phys. Rev. B
49
,
14251
(
1994
).
33.
G.
Kresse
and
J.
Furthmüller
,
Phys. Rev. B
54
,
11169
(
1996
).
34.
P. E.
Blöchl
,
Phys. Rev. B
50
,
17953
(
1994
).
35.
G.
Kresse
and
D.
Joubert
,
Phys. Rev. B
59
,
1758
(
1999
).
36.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
M.
Ernzerhof
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
3865
(
1996
).
37.
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
118
,
8207
(
2003
).
38.
J.
Heyd
,
G. E.
Scuseria
, and
M.
Ernzerhof
,
J. Chem. Phys.
124
,
219906
(
2006
).
39.
A.
Gali
,
E.
Janzén
,
P.
Deák
,
G.
Kresse
, and
E.
Kaxiras
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
186404
(
2009
).
40.
V.
Ivády
,
T.
Simon
,
J. R.
Maze
,
I. A.
Abrikosov
, and
A.
Gali
,
Phys. Rev. B
90
,
235205
(
2014
).
41.
K.
Szász
,
T.
Hornos
,
M.
Marsman
, and
A.
Gali
,
Phys. Rev. B
88
,
075202
(
2013
).
42.
A. L.
Falk
,
P. V.
Klimov
,
V.
Ivády
,
K.
Szász
,
D. J.
Christle
,
W. F.
Koehl
,
A.
Gali
, and
D. D.
Awschalom
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
247603
(
2015
).
43.
E.
Janzén
and
B.
Magnusson
, in
Silicon Carbide and Related Materials 2004
, Materials Science Forum (
Trans Tech Publications
,
2005
), Vol.
483
, pp.
341
346
.
44.
T.
Biktagirov
,
W. G.
Schmidt
,
U.
Gerstmann
,
B.
Yavkin
,
S.
Orlinskii
,
P.
Baranov
,
V.
Dyakonov
, and
V.
Soltamov
,
Phys. Rev. B
98
,
195204
(
2018
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.