环境屏蔽与应变对二维量子缺陷光电性质的影响
材料科学
2023-04-13 v1
摘要
六方氮化硼（hBN）中的点缺陷是纳米光子学与量子信息应用中单光子发射器（SPEs）的有前景候选。对SPEs的精确调控需要深入理解其光电性质。然而，宿主材料的周围环境（包括层数、衬底与应变）如何影响SPEs尚未被充分理解。本工作中，我们基于第一性原理多体微扰理论，研究了由层数与衬底引起的介电屏蔽效应，以及应变对hBN中碳二聚体与氮空位缺陷光学性质的影响。我们报道，环境屏蔽导致GW带隙与激子结合能降低，从而使光学激发能与激子辐射寿命近乎恒定。我们从基于Wannier基的BSE哈密顿量出发，以解析模型解释了上述结果。我们还表明，量子缺陷的光学性质可通过应变大幅调控，且具有高度各向异性响应，与实验测量吻合良好。我们的工作阐明了环境屏蔽与应变对二维绝缘体中量子缺陷光电性质的影响，促进了SPEs与自旋量子比特在低维系统中的未来应用。
引用
@article{arxiv.2304.05612,
title = {Effect of Environmental Screening and Strain on Optoelectronic Properties of Two-Dimensional Quantum Defects},
author = {Shimin Zhang and Kejun Li and Chunhao Guo and Yuan Ping},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.05612},
year = {2023}
}