单光子发射器的灭机制和抑制方法来自GaN的点缺陷
Junxiao Yuan1,2, Yidong Hou2, Feiliang Chen3
1Microsystem and Terahertz Research Center, China Academy of Engineering Physics, Chengdu, 610299, China.
The journal of physical chemistry. A
|March 8, 2024
概括
研究人员在化 (GaN) 单光子发射器 (SPE) 中发现了一种新的火机制,由缺陷对NGaVN结构转换引起. 调整晶体应变可以抑制这种效应,改善SPE应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子光学是一种量子光学.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 基于化 (GaN) 的单光子发射器 (SPEs) 由于其高发射率和室温操作,对量子技术具有前景.
- 限制其应用的一个重大挑战是"灭效应",其中光子发射被抑制.
- 负责GaN特种电池中这种火的基本机制仍然不太清楚.
研究的目的:
- 为了阐明化 (GaN) 中缺陷性SPEs的火机制的起源.
- 研究NGaVN缺陷对的结构动态及其在光子发射灭中的作用.
- 探索减轻火效应以提高SPE性能的方法.
主要方法:
- 系统的初始计算被用来建模缺陷结构和能量障碍.
- 研究了NGaVN缺陷对不同配置之间的潜在能量表面和转换路径.
- 分析了外部刺激,如激光照明和应变,对缺陷稳定性和转变的影响.
主要成果:
- 鉴定了两种稳定的结构 (A和B),用于石GaN中的NGaVN缺陷对.
- 结构B表现出一个小的零声子线 (ZPL) 和长时间的兴奋状态寿命,这是高效光子发射的特征.
- 在A和B结构之间有一个低的转换屏障 (0.097 eV),可以在激光照明下轻松转换,从而导致火.
- 证明三轴压缩应变可以有效调整转换屏障,抑制火现象.
结论:
- 在NGaVN缺陷结构A和B之间的转换是GaN特种物质中火的主要原因.
- 应用三轴压缩应变提供了一个可行的策略,以稳定所需的缺陷结构并抑制火.
- 这项研究为通过控制缺陷动态来优化GaN SPEs用于实际量子应用提供了一条途径.
