六方氮化硼中碳中心的可调量子效率电激发
介观与纳米尺度物理
2023-05-24 v1 材料科学
摘要
宽禁带晶体中的缺陷中心因在室温下实现量子比特、传感器或单光子发射体而受到广泛关注。这类中心家族不断壮大，包括金刚石中的氮空位中心、碳化硅中的硅空位、氧化铝中的铬取代等许多著名例子。遗憾的是，嵌入高度绝缘晶体中的此类缺陷中心一直难以实现电激发。在此，我们展示了基于六方氮化硼中碳中心的绝缘发光二极管的实现。通过范德瓦耳斯技术对垂直隧穿器件进行合理设计，使我们能够控制与非辐射隧穿、缺陷到能带电致发光以及缺陷内电致发光相关的电荷动力学。对隧穿事件的基本理解使我们实现了高效率的电激发，其在亚带隙 regime 下的效率比光激发高出几个数量级。斯塔克效应与能带电子屏蔽的结合提供了调控发射能量的旋钮。通过这项工作，我们解决了在宽禁带晶体中利用缺陷中心制造电驱动器件这一悬而未决的问题，这类器件在光电子学、通信、计算或传感领域具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2305.13679,
title = {Electrical excitation of carbon centers in hexagonal boron nitride with tuneable quantum efficiency},
author = {M. Grzeszczyk and K. Vaklinova and K. Watanabe and T. Taniguchi and K. S. Novoselov and M. Koperski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13679},
year = {2023}
}