通过拉曼光谱和光致发光分析量化六方氮化硼中的自旋缺陷密度

六方氮化硼(hBN)中的带负电硼空位($\mathrm{V_B^-}$)因其光学可及性、结构简单以及与光子平台的兼容性,正成为有前景的固态自旋量子比特。然而,量化薄层hBN中此类缺陷的密度一直难以实现,限制了器件集成和可重复性的进展。本文提出一种全光学方法,通过关联拉曼光谱和光致发光(PL)特征与辐照通量,来量化hBN中的$\mathrm{V_B^-}$缺陷密度。我们识别出两种缺陷诱导的拉曼模式D1和D2,并利用偏振分辨拉曼测量和密度泛函理论(DFT)计算将其归属于$\mathrm{V_B^-}$的振动模式。通过改编一个最初为石墨烯开发的数值模型,我们建立了拉曼(D1, $E_\mathrm{2g}$)和PL强度与绝对缺陷密度之间的经验关系。该方法普遍适用于各种辐照类型,并且特别适用于传统技术失效的薄层。我们的方法能够准确、直接、非破坏性地量化低至$10^{15}$ defects/cm${}^3$的自旋缺陷密度,为优化和基准测试用于量子光学应用的hBN提供了有力工具。