通过块体六方氮化硼的光物理特性表征推进hBN缺陷数据库
六方氮化硼(hBN)中的量子发射体因其丰富的缺陷种类能在室温下实现高量子效率和单光子纯度而备受关注。目前多数hBN缺陷理论研究针对单层结构进行模拟,这比块体结构的计算成本更低,但实验研究多在多层至块体hBN中进行,导致理论与实验结果存在差异。该工作构建了一个扩展型hBN缺陷数据库,系统地收录了块体hBN缺陷及其激发态光物理性质,涵盖120余种中性缺陷(总缺陷数达600个),并对其在-2至+2电荷态下的性质进行评估。针对每个缺陷,研究人员确定了最稳定的电荷与自旋构型,据此计算了零声子线、光致发光光谱、吸收光谱、黄-里斯因子、辐射寿命、跃迁偶极矩及偏振特性。分析表明,电子-声子耦合强度主要受空位缺陷影响,这类缺陷会引发更强晶格畸变并加宽声子边带。相关性分析还发现,黄-里斯因子与构型坐标存在强关联性,而其他性质相对独立。所有数据通过https://h-bn.info公开,并配有新型应用程序接口(API)以支持机器学习流程集成。该数据库旨在弥合理论与实验的鸿沟,助力量子发射体的可靠识别,推动量子材料研究中机器学习方法的发展。
