基于图案化介电层的六方硼氮化物颜色中心局部化

作为开发室温自旋量子比特、单光子源和量子传感器，以及2D紫外光发射二极管的最有前景的构件之一，是2D六方硼氮化物（hBN）中缺陷颜色中心。然而，要实现面向可扩展技术的此类器件，确定性地局部化hBN颜色中心是一个显著要求。本文演示了一种新方法，通过在石墨上生长图案化介电层来实现hBN颜色中心发射的局部化。尽管颜色中心在hBN直接沉积于石墨上的区域被消色，但在hBN沉积于微米尺寸的Al2O3柱上时仍保持发射，因为这些柱子可阻止电荷传递。重要的是，我们的方法允许器件架构，其中石墨层用作上下电极，用于施加垂直电场，如用于载流子注入电致发光器件、颜色中心发射的Stark位移以及缺陷颜色中心的电荷态控制。此外，使用原子层沉积（ALD）在石墨上生长介电层可实现对隧穿势垒厚度的原子层级精度控制，这对于许多器件应用至关重要。本工作代表了实现基于确定性局部化的可控hBN颜色中心的广泛可扩展器件应用的重要一步。