微球助力生成二维六方形硼氮化物中的局部光子发射器

六方形硼氮化物（hBN）晶体缺陷正在成为具有广泛应用前景的纳米尺度光子探针，其应用领域涵盖纳米光子学、生物传感、生物成像和量子信息处理等。然而，由于缺乏确定性缺陷位置的控制以及对发射区域的精确把控，稳定可靠地生成这些晶体缺陷作为光子发射器仍存在挑战。本文展示了一种将微球（MS）与hBN光子探针集成以增强缺陷生成和光子信号读取的技术方法。该技术利用微球通过纳米光子场放大光-物质相互作用，包含两种机制：将准秒（fs）激光聚焦于光子纳米喷流以实现高度局部化的缺陷生成，以及通过共振腔模式效应实现光子收集增强。与无微球样品相比，本文提出的MS辅助缺陷生成方法将发射区域缩小约5倍，并将荧光收集效率提高约10倍。这些在缺陷生成精度和信号收集效率方面的突破，为hBN中的光子发射器操控开辟了新的可能性，具有潜在的量子技术和纳米尺度传感应用前景。