重访六方氮化硼中的本征自旋缺陷:基于r2SCAN方法的研究

六方氮化硼(hBN)是一种宽带隙范德华材料,作为可光学寻址的顺磁性自旋缺陷载体,在固态量子技术领域极具应用前景。虽然本征和外来点缺陷会产生多种发射能量,但与观测到的跃迁相关的原子级结构尚未得到充分表征。该工作采用元广义梯度近似(meta-GGA)级别的密度泛函理论,对块体hBN中的本征点缺陷进行了建模分析,考察了其形成能、电子能谱及磁学性质。研究发现,r2SCAN元GGA交换关联泛函在特定性质计算上实现了精度与计算效率的平衡,但在束缚激子稳定性预测方面与更高阶杂化泛函相比存在局限,这表明其在优化分级计算缺陷筛选流程中具有应用潜力。根据修正后的判定标准,VB-、BN0、Bi+和Ni+缺陷被确认为具有零声子发射的稳定色心,其发射波长符合技术需求,有望应用于量子网络和传感器领域。

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