通过拉曼和光致发光分析量化hBN中的自旋缺陷密度
六方氮化硼(hBN)中带负电的硼空位(VB⁻)因其光学可及性、结构简单性和与光子平台的兼容性,正成为极具前景的固态自旋量子比特。然而,薄层hBN中此类缺陷密度的量化始终存在挑战,制约着器件集成与工艺重现性的发展。该研究团队提出了一种全光学定量方法,通过拉曼光谱与光致发光(PL)特征同辐照通量的关联效应,实现了hBN中VB⁻缺陷密度的准确定量。研究人员发现两个缺陷诱导的拉曼模式D1和D2,并通过偏振分辨拉曼测量和密度泛函理论(DFT)计算,将其归属为VB⁻的振动模式。该工作借鉴石墨烯数值模型,建立了拉曼(D1、E2g)与PL强度同绝对缺陷密度之间的经验关系。该方法适用于多种辐照类型,尤其能解决传统技术无法检测薄层材料的难题。该技术可实现低至10¹⁵缺陷数/立方厘米的自旋缺陷密度精准、直接、无损定量,为量子光学应用中的hBN材料优化与性能评价提供了有力工具。
