结构 六角形 (PDB ID: 7R96) 菱面体 (PDB ID: 3GBI) 5 分辨率 5.68 Å 4.00 Å 空间群 P6 3 R3
时间有限体积在低维度的蒙特卡洛模拟中诱导了显着影响,例如石墨烯,这是一种以其独特的电子特性和许多潜在应用而闻名的2-D六边形系统。在这项工作中,我们探索了六角形上的费米子的行为,其哈伯德型相互作用以耦合为特征。该系统表现出对有限温度效应高度敏感的零能量激发。我们将校正对自我能源和低能量激发的有效质量进行计算,并达到包括时间有限体积的量化条件。然后对零温度和有限温度进行这些分析。我们的发现表明,一阶O(𝑈)的贡献是不存在的,导致从O(𝑈2)开始进行非平凡的校正。我们根据小晶格上的混合蒙特卡洛模拟获得的精确和数值结果来验证我们的计算。
5 澳大利亚悉尼科技大学变革性元光学系统卓越中心,澳大利亚新南威尔士州乌尔蒂莫 2007 年,澳大利亚 * 这些作者的贡献相同。 通讯作者 igor.aharonovich@uts.edu.au 摘要 六方氮化硼 (hBN) 中的色心已经成为集成量子光子学的有吸引力的竞争者。在这项工作中,我们对在蓝色光谱范围内发射的 hBN 单个发射器进行了详细的光物理分析。发射器采用不同的电子束辐照和退火条件制造,并表现出以 436 nm 为中心的窄带发光。光子统计以及严格的光动力学分析揭示了发射器的势能级结构,这表明缺乏亚稳态,理论分析也支持这一点。潜在缺陷可以具有在 hBN 带隙下半部分具有完全占据缺陷态和在带隙上半部分具有空缺陷态的电子结构。总的来说,我们的研究结果对于理解 hBN 中新兴蓝色量子发射器系列的光物理特性非常重要,因为它们是可扩展量子光子应用的潜在来源。简介单光子发射器 (SPE) 被广泛认为是建立和部署量子通信和计算的关键推动者,这涉及按需生成高纯度单光子发射 1-3 。六方氮化硼 (hBN) 因其独特的性质而备受关注,包括以 6 eV 为中心的宽层相关带隙、高激子结合能、存在光学活性自旋缺陷以及能够承载室温 (RT) 亮 SPE 4-11 。hBN 还因其用作深紫外范围的新兴光电材料而备受关注 12 。最近,通过阴极发光 (CL) 测量发现了在蓝色光谱范围内发射的 hBN 色心,称为“蓝色发射器” 13 。这组发射器通常显示超亮、光谱稳定和窄带发射,其零声子线 (ZPL) 始终以 436 nm 为中心 13, 14 。结果表明,这些缺陷与 4.1 eV 处的特征紫外线发射密切相关 9, 14-16 。对 hBN 进行预辐照,例如在氮气气氛中进行高温退火,可产生更高的特征紫外线发射产量,从而产生更多的蓝色色心 15 。此外,在低温下,与 hBN 中的其他量子发射器相比,这些缺陷具有稳定的发射,线宽为亚 GHz,光谱扩散最小 15 。最近,两
六角硼硝酸盐(HBN)在过去十年中一直是众多研究工作的主题。是在HBN中产生光学活性缺陷,因为它们易于整合,例如在范德华(Van der Waals)异质结构及其室温光子发射。在HBN中创建此类缺陷的许多方法仍在研究中。在这项工作中,我们介绍了使用具有不同等离子体物种的远程等离子体在HBN中创建单个缺陷发射器的方法,并从统计上报告了结果。我们使用了氩气,氮和氧等离子体,并报告了由不同气体物种及其光学特性产生的发射器的统计数据。特别是,我们检查了血浆过程前后的去角质片的发射,而无需退火步骤,以避免产生不受血浆暴露引起的发射器。我们的发现表明,纯物理氩等离子体治疗是通过血浆暴露在HBN中创建光学活性缺陷发射器的最有希望的途径。
摘要:首次系统地研究了通过高真空化学气相沉积从硼氮烷中生长六方氮化硼 (hBN) 在外延 Ge(001)/Si 衬底上的过程。分别评估了 10 − 7 –10 − 3 mba r 和 900–980 ◦ C 范围内的工艺压力和生长温度对 hBN 薄膜的形貌、生长速率和晶体质量的影响。在 900 ◦ C 下,获得了横向晶粒尺寸约为 2–3 nm 的纳米晶 hBN 薄膜,并通过高分辨率透射电子显微镜图像进行了确认。X 射线光电子能谱证实了原子 N:B 比为 1 ± 0.1。通过原子力显微镜观察到三维生长模式。增加反应器中的工艺压力主要影响生长速率,对晶体质量的影响很小,对主要生长模式没有影响。在 980 ◦ C 下生长 hBN 会增加平均晶粒尺寸,并在 Ge 表面形成 3-10 个取向良好、垂直堆叠的 hBN 层。探索性从头算密度泛函理论模拟表明,hBN 边缘被氢饱和,并且有人提出,在装置的热部件上产生的 H 自由基部分去饱和是导致生长的原因。
我们报告了在六方氮化硼封装的双栅极单层 WS2 中的电子传输测量结果。使用从室温到 1.5 K 工作的栅极欧姆接触,我们测量了本征电导率和载流子密度随温度和栅极偏压的变化。本征电子迁移率在室温下为 100 cm2/(Vs),在 1.5 K 下为 2000 cm2/(Vs)。迁移率在高温下表现出强烈的温度依赖性,与声子散射主导的载流子传输一致。在低温下,由于杂质和长程库仑散射,迁移率达到饱和。单层 WS2 中声子散射的第一性原理计算与实验结果高度一致,表明我们接近这些二维层中传输的本征极限。
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量子发射器需要多种从量子传感到量子计算的应用。六角硼硝酸盐(HBN)量子发射器是迄今为止最有价值的固态平台之一,由于其高亮度,稳定性和自旋光子界面的可能性。但是,对单光子发射器(SPE)的物理起源的理解仍然有限。在这里,我们在整个可见频谱中观察到HBN中的密集SPE,并提供了混凝土和结论性的证据,表明这些SPE中的大多数可以通过供体受体对(DAPS)很好地解释。基于DAP过渡生成机制,我们计算了它们的波长指纹,与实验观察到的光致发光光谱非常匹配。我们的工作是对HBN中SPE的物理理解及其在量子技术中的应用。
图 1:(a) GaAs 核(蓝色)- Ge 壳(红色)NW 示意图,具有受控晶相:纤锌矿 (WZ)、闪锌矿 (ZB),具有堆垛层错 (SF) 区域。通过 RHEED 原位监测样品,以获得有关 GaAs/Ge NW 晶体结构的实时信息。在 WZ GaAs 生长期间(b)29 分钟(c)35 分钟和六方 Ge 生长期间(d)3 分钟(e)10 分钟,沿 [1-10] 方位角记录的 RHEED 图案。WZ 点以白色箭头突出显示。(f) 45° 倾斜 SEM 图像(二次电子对比度)显示 GaAs/Ge NW。比例尺为 1 m。