六方石墨烯中层间碳缺陷对的光学特性与自旋态研究：第一性原理分析

取代位碳缺陷在六方石墨烯(hBN)中是突出的单光子发射器(SPE)，其潜在的自旋活性($S\geq1$)尤为有趣。虽然已有研究主要关注层内缺陷，但我们采用密度泛函理论(DFT)研究相同碳种类的层间二聚体(C$_X$C$_X$).我们证明，当C$_X$C$_X$对紧密相邻（例如，在3.5-7.1{\AA}范围内）跨越hBN层时，可以表现出室温下的稳定三重自旋态。当其分离距离超过此范围（例如，$>7${\AA}）时，它们过渡到弱相互作用的$S=1/2$对，表现为三重-三重退极。该 regime 预计将导致三重流形的极小零场分裂，为解释某些光学检测磁共振(ODMR)信号提供了潜在解释。我们发现，这些层间C$_X$C$_X$对的零光子线(ZPL)能量在实际中几乎是单色的，且位于可见范围内。此外，我们识别出具有特殊低能声子副本的C$_B$C$_B$层间配置，这些副本由于垂直振动耦合导致，可能阐明了其他hBN发射器（如“黄色发射器”）的声子结构。