用于hBN缺陷发射控制的无序工程混合等离子体腔
六方氮化硼(hBN)中的缺陷量子发射体因其在室温下稳定的单光子发射特性,成为可扩展量子光子学的理想构建模块。然而,增强其发射强度和控制衰变动力学仍是重大挑战。该研究展示了一种低成本、可扩展的制备方法,将等离激元纳米腔与hBN纳米片中的缺陷量子发射体集成。通过热去湿工艺,研究人员实现了两种构型:hBN片上随机分布的银纳米颗粒(AgNPs),以及由支撑在金/二氧化硅(Au/SiO2)基底上的hBN片表面AgNPs构成的混合等离激元纳米腔。虽然hBN表面的AgNPs能将光致发光(PL)强度提升两倍并缩短发射体寿命,但混合纳米腔结构可产生高达100倍的PL增强效应,并显著提升多个发射体间的均匀性,且无需确定性定位。时域有限差分(FDTD)模拟和时间分辨PL测量证实了对衰变动力学和腔体-发射体相互作用尺寸依赖性调控的有效性。该团队提出的多功能解决方案攻克了量子光子器件开发的关键难题,包括材料集成、发射强度优化和光谱复用。未来工作将探索其在集成光子电路(实现片上量子系统)及基于hBN的免标记单分子检测量子纳米天线中的应用潜力。
