利用聚焦离子束与水在六方氮化硼中制备光活性缺陷
光学
2021-07-07 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
六方氮化硼(hBN)已成为纳米光子学与量子传感的重要材料平台，其承载的光活性缺陷具有高亮度和大光谱调谐等优异特性。然而，长期以来对hBN中发光中心确定性空间位置的精确控制难以实现，限制了其相关表征及在混合器件中的应用。近来，聚焦离子束(FIB)系统被证明可用于制备多种具有不同结构与光物理特性的空间定义发光中心。本文系统探究了利用FIB在hBN中产生光活性缺陷的物理过程，发现束流-衬底相互作用在缺陷形成中起关键作用。透射电子显微镜证实了这些发现，其揭示了hBN层的局部力学劣化以及离子束辐照hBN的局部非晶化。此外，我们表明经水暴露后，非晶化hBN会在两类具有显著发光特性的缺陷之间发生结构与光学转变。进一步，利用超分辨光学显微镜结合原子力显微镜，我们精确定位了缺陷位点内发光中心的确切位置，证实了缺陷边缘作为荧光发射主要来源的作用。这为FIB辅助制备具有高精度空间与光谱可控性的hBN光活性缺陷奠定了基础，其应用涵盖集成光子学、量子传感至纳米流体学。
引用
@article{arxiv.2107.02254,
title = {Engineering optically active defects in hexagonal boron nitride using focused ion beam and water},
author = {Evgenii Glushkov and Michal Macha and Esther Rath and Vytautas Navikas and Nathan Ronceray and Cheol Yeon Cheon and Ahmed Aqeel and Ahmet Avsar and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ivan Shorubalko and Andras Kis and Georg Fantner and Aleksandra Radenovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02254},
year = {2021}
}
备注
11 pages, 5 figures