六方氮化硼中硼空位衍生缺陷中心的光物理特性

单光子发射器（SPE）源是基于光子的量子技术的重要构建模块。近来，来自二维绝缘体材料六方氮化硼（hBN）的高亮度且多功能的SPE引起了显著的研究兴趣。然而，由于发射物种和特性的可变性，底层原子结构与其光物理特性之间的确切关联仍然缺乏。在这项工作中，我们使用先进的第一性原理技术研究了hBN中的六种硼空位衍生缺陷中心（$V_B^-$、$V_B$+$H$、$V_{B2}$、$V_BC_N$、$V_BC_N^-$和$V_BC_NC_N$），表征了它们的准粒子缺陷能级、光学光谱和激发能以及磁共振特性。选择这些缺陷是因为它们的形成能相对较低，并且重要的是因为它们可在实验条件下被有意制造。我们建立了底层缺陷原子结构与其光物理特性之间的关联，从而有助于识别实验中已观测到的SPE。我们的结果对最近的hBN SPE可被有意控制的实验给出了清晰的见解。另一方面，我们的结果也为针对需要特定缺陷特性（如电信波长发射、光学可寻址性和高辐射衰减率）的目标应用，在hBN中进行缺陷发射中心的自下而上设计提供了指导。因此，本工作提供了对$V_B$衍生缺陷发射中心光物理特性的全面理解，有助于针对定制应用对其进行识别和操控。