范德瓦耳斯材料中可光学寻址的多物种自旋缺陷

hosted于二维范德瓦耳斯材料中的可光学寻址自旋缺陷代表了量子技术的新前沿，有望带来一类新型超薄量子传感器与模拟器。近来，氮化硼(hBN)已被证明可 host若干类型的可光学寻址自旋缺陷，从而提供了在单一材料中同时寻址并利用多种自旋物种的独特机会。在此，我们展示了单一hBN晶体内两种独立自旋物种之间的相互作用，即$S=1$硼空位缺陷与可见发光体自旋。我们明确证明可见发光体为$S=\frac{1}{2}$自旋，并进一步展示了在室温下对两种自旋物种的相干控制与光学读出。重要的是，通过将两种自旋物种调至彼此共振，我们观察到交叉弛豫，表明存在强种间偶极耦合。随后，我们利用$S=\frac{1}{2}$缺陷在环境与低温条件下进行磁成像，并借助其缺乏本征量化轴的特性确定了测试样品的各向异性磁化率。我们的结果确立了hBN作为室温下范德瓦耳斯宿主中量子技术的多功能平台。