CBVB-nH 复合体：金属有机气相外延生长六方氮化硼中的常见缺陷
材料科学
2026-05-14 v1
摘要
六方氮化硼 (hBN) 中的光学活性缺陷是新兴量子技术（如单光子发射器和自旋中心）中有前景的活性组分。然而，基于 hBN 的量子技术的进一步发展需要更深入地理解 hBN 缺陷的物理和化学性质。本文采用从头算方法研究涉及碳、硼空位和氢的缺陷复合体的热力学稳定性和光学性质。我们证明，在富氮条件下存在碳和氢时，CBVB-nH 复合体（n 从 0 到 3）的形成在能量上是有利的。这些复合体的低形成能和高结合能源于带正电的碳替位缺陷 (CB) 与带负电的氢钝化硼空位 (VB-nH) 之间的强静电吸引。这些复合体特别容易在金属有机气相外延 (MOVPE) 生长的样品中形成，因为该生长过程在碳和氢存在下进行，并伴随高密度的硼空位。我们分析了 CBVB-nH 复合体的光学性质，并将其与最近在 MOVPE 生长的 hBN 样品上的光致发光测量结果进行了比较。特别地，我们研究了 1.90 eV 和 2.24 eV 发射峰的起源，并证明其能量和线形均与带负电的 CBVB 和 CBVB-H 复合体捕获空穴一致。
引用
@article{arxiv.2510.14012,
title = {CBVB-nH complexes as prevalent defects in metal-organic vapor-phase epitaxy-grown hexagonal boron nitride},
author = {Marek Maciaszek and Bartłomiej Baur},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.14012},
year = {2026}
}
备注
22 pages, 4 figures