大规模CVD成长的六角化中缺陷工程:形成,光谱和旋转放松动力学
Ivan V Vlassiouk1, Yueh-Chun Wu2, Alexander Puretzky1
1Center for Nanophase Materials Sciences, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN, 37831, USA.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 31, 2025
概括
在六角化 (hBN) 中产生特定的缺陷是量子设备的关键. 这项研究表明,缺陷类型取决于粒子轰炸,为可扩展的量子光子设备制造提供了一条道路.
科学领域:
- 量子光子学 量子光子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 六角化 (hBN) 的光学活性缺陷对于量子光子装置至关重要.
- 在hBN膜中可扩展,按需生成所需的缺陷类型仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了调查负空缺缺陷 (VB-) 在大面积化学蒸汽沉积 (CVD) 中的按需生成的hBN.
- 了解轰炸粒子和辐射条件对缺陷形成的影响.
- 为了区分各种光学活跃和黑暗的偏磁缺陷类型.
主要方法:
- 用离子,中子和电子对悬浮和基板支的hBN薄膜进行辐射.
- 光谱分析和光学检测磁共振 (ODMR) 测量.
- 缺陷特性与光学辐射波长和旋转参数的相关性.
主要成果:
- 悬浮hBN中的缺陷形成高度依赖于轰炸粒子和辐射参数的类型.
- 基板支的hBN缺陷形成是复杂的,受基板生成的二次粒子和hBN厚度的影响.
- 在800 nm发射的空位 (VB-) 与在650 nm发射的抗位空位缺陷 (NBVN) 区分开来.
- 确定了"暗"的磁性缺陷,影响了旋转放松时间 (T1) 和零场分裂.
结论:
- 在大型CVD培养的hBN中,缺陷形成的精确工程是可以实现的.
- 这些发现为可扩展制造量子光子设备,使用hBN中定制缺陷铺平了道路.


