在2D材料中,高通量搜索三重点缺陷与狭窄的排放线
Sajid Ali1,2, Fredrik Andreas Nilsson1, Simone Manti1,3
1CAMD, Computational Atomic-Scale Materials Design, Department of Physics, Technical University of Denmark, 2800 Kgs. Lyngby, Denmark.
ACS nano
|October 27, 2023
概括
我们通过计算选了2D材料中的5388个点缺陷,识别了596个三重基本状态. 一些缺陷,特别是六角化 (hBN) 的缺陷,显示出量子技术的前景.
科学领域:
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子计算是一种量子计算.
背景情况:
- 二维 (2D) 材料为先进的应用提供了独特的特性.
- 这些材料中的点缺陷可以为量子技术提供关键的自旋状态.
- 识别合适的旋转缺陷需要有效的选方法.
研究的目的:
- 在宽带间隙2D晶体中以计算方式选光学可访问的,高旋转点缺陷.
- 确定量子信息技术和磁场传感方面的有希望的缺陷候选人.
- 分析缺陷特性,包括形成能量,超精密合和零场分裂.
主要方法:
- 采用第一原则的计算工作流来进行缺陷选.
- 在10个2D主体材料中分析了5388个初始点缺陷 (原生/外部,单/双).
- 计算的缺陷形成能量,高精度 (HF) 合和零场分裂 (ZFS) 张量对于三重基态缺陷.
- 计算了39个选定的三重过渡的全光发光 (PL) 光谱.
主要成果:
- 鉴定了596个点缺陷,从一组初始5388.8的三重基本状态.
- 发现了许多旋转缺陷,狭窄的光发光线 (PL) 线形状和宽光谱辐射.
- 由于其刚性,在六角化 (hBN) 中发现了最有希望的缺陷,其他缺陷在MgI2,MoS2,MgBr2和CaI2.
- 突出了特定的缺陷 (vSMoS0和NiSMoS0在MoS2) 作为传感器和量子信息的潜在候选者.
结论:
- 计算工作流有效地识别了2D材料中光学可访问的,高旋转点的缺陷.
- 六角化 (hBN) 是一个有前途的宿主材料,可以治疗旋转缺陷.
- 在MoS2中识别出像vSMoS0和NiSMoS0这样的缺陷,有可能用于实际的量子应用.
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