ZnO 缺陷研究的单分子方法：单光子与单缺陷

逐个探测缺陷的研究提供了独特的机会，可以观察到在系综测量中被抹去的性质和动力学。在此，我们展示了用亚带隙能量光激发的 Al 掺杂 ZnO 纳米颗粒和未掺杂 ZnO 溅射薄膜中单个缺陷的共聚焦荧光测量。光子关联测量产生了反聚束和聚束现象，表明具有亚稳态 shelving 态的孤立缺陷存在单光子发射。单光子发射范围在 560 - 720 nm，通常表现出两个宽光谱峰，间隔约 150 meV。激发态寿命范围为 1 - 13 ns，与纳米颗粒和小晶粒的有限尺寸及表面效应一致。我们还观察到荧光强度在亮态和暗态之间的离散跳跃。每个态的停留时间呈指数分布，亮（暗）态的平均停留时间确实（可能）依赖于激发激光的功率。综上所述，我们的测量证明了单分子方法在半导体缺陷研究中的效用，并突出了 ZnO 作为基于单缺陷应用的潜在主体材料。