一种用于六方氮化硼中量子发射器相干光学控制的混合跳跃扩散模型

六方氮化硼(hBN)因其宽带隙、高光稳定性以及与纳米光子集成的兼容性,已成为实现稳定单光子发射的理想二维宿主材料。该研究团队通过模拟研究,揭示了hBN中机械解耦量子发射体随温度变化的光谱动力学和光学相干特性。基于实验观测到的光谱扩散和闪烁现象,研究人员采用混合随机框架——将Ornstein-Uhlenbeck失谐涨落与温度依赖的高斯分布离散频率跃迁相结合,成功复现了低温区间(5-30K)内非均匀线宽展宽的演化过程及光子相干性的渐进衰减。该模型准确描述了与声子相关的光谱扩散(呈现三次方温度依赖)及高温下突跃型光谱不稳定的起始行为。通过将混合扩散参数和跃迁参数校准至实验测量的发射线半高宽(FWHM),并分析共振驱动下的二阶相关函数g(2)(τ),该工作建立了将随机失谐动力学与共振驱动发射体中光学相干衰减相统一的现象学描述。共振驱动条件下g(2)(τ)的分析表明,存在随温度和驱动强度单调递增的额外退相率γsd+j,由此预测在临界温度Tcrit≈25.91K时将出现向过阻尼动力学的转变。这种混合框架定量建立了可观测光谱特征与限制机械解耦量子发射体相干光学控制的主要噪声机制之间的联系,该机制不仅适用于hBN材料体系,也可推广至其他材料的类似发射体研究。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-28 13:23

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