二维材料中具有窄发射线的三重态点缺陷的高通量搜索
材料科学
2023-06-07 v1
摘要
我们采用第一性原理计算工作流，在宽禁带二维（2D）晶体中筛选光学可及的高自旋点缺陷。从初始的5388个点缺陷集合（包含十种已合成二维宿主材料中的本征与非本征、单缺陷与双缺陷）出发，我们识别出596个具有三重态基态的缺陷。针对这些缺陷，我们计算了缺陷形成能、超精细（HF）耦合以及零场分裂（ZFS）张量。对于39个表现出极低黄-里斯因子的三重态跃迁，我们计算了完整的光致发光（PL）谱。我们的方法揭示了众多具有窄PL线型且发射频率覆盖宽光谱范围的新自旋缺陷。大多数缺陷宿主于六方BN中，我们将其归因于其高刚度，但在MgI2、MoS2、MgBr2和CaI2中也发现了部分缺陷。作为具体示例，我们提出MoS2中的vSMoS0和NiSMoS0缺陷作为具有磁场传感器和量子信息技术潜在应用的有趣候选。所有数据将在开放获取数据库QPOD中提供。
引用
@article{arxiv.2306.03095,
title = {High-throughput search for triplet point defects with narrow emission lines in 2D materials},
author = {A. Sajid and F. Nilsson and S. Manti and F. Bertoldo and J. J. Mortensen and K. S. Thygesen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.03095},
year = {2023}
}