利用局域电子辐照在宽带隙材料中制备量子发射体的比较研究

量子光源是各种量子技术应用的关键基础组件。随着量子技术的快速发展，对能够承载量子发射体的材料的需求日益增长。六方氮化硼（hBN）中的荧光缺陷是一种可在带隙内形成深亚能级的材料平台。局域电子辐照已证明能有效生成深亚能级，从而在hBN中诱导出单光子发射体。问题在于，局域（电子束）辐照是否是其他宽带隙材料中创建发射体的可靠工具，以及这是否是hBN的独特性质。在此，我们研究并比较了在hBN和剥离的白云母薄片以及其他已知可承载量子发射体的三维晶体（如碳化硅和氮化镓）中量子发射体的制备。我们使用标准扫描电子显微镜进行局域电子辐照作为主要制备技术。为补充实验工作，我们采用密度泛函理论模拟研究了云母中缺陷的原子结构。虽然我们的制备技术能够以高产率和高单光子纯度创建hBN量子发射体，但无法在所研究的其他固态晶体中制备出单光子发射体。这使我们能够对hBN中发射体的制备机制得出结论，该机制可能依赖于通过电荷态操控激活预先存在的缺陷。因此，我们为鉴定hBN发射体及其形成过程迈出了关键一步。