硅氮化物中高 Debye-Waller 因子亮量子发射的起源

硅氮化物已成为集成单光子源的有前景的光子平台，但最近观察到的亮量子发射的微观起源尚不清楚。我们采用混合密度泛函理论，显示 C$_{1h}$ 配置下的负电 N$_\text{Si}$V$_{\text{N}}$ 中心 (NV$^{-}$) 具有 2.46 eV 处线性偏振的零声子线 (ZPL)，辐射寿命为 9.01 ns，Debye-Waller (DW) 因子高达 33%。我们进一步发现，C$_{1h}$ 配置容易发生伪 Jahn-Teller 扭曲，产生两种对称等价的缺陷结构，发出亮度高、线性偏振的 1.80 eV 处 ZPL，寿命为 10.17 ns，DW 因子提升至 41%。这些氮基空位相关缺陷解释了可见量子发射的起源，为确定性和单晶集成硅氮化物量子光子学铺平了道路。