二维材料中的量子感测

量子增强感测利用两能级系统（TLS）的相干动力学，以超越经典检测极限的卓越灵敏度和测量精度。虽然氮空位中心石墨和稀有土元素掺杂晶体等平台已显示出优异性能，但其与表面和外部靶标的集成仍受限于体积几何结构。二维（2D）范德华材料，特别是六方氮化硼（hBN），提供了有力的替代方案，提供原子薄层的自旋缺陷宿主，具备固有的表面接近性和环境可及性。这些特性使其能够在纳米尺度上实现对磁场、应变和温度的高分辨率感测。在本综述中，我们综述了使用 hBN 中自旋缺陷进行量子感测的最新进展，包括广泛研究的硼空位（VB-）和新兴的碳相关单自旋中心。我们概述了自旋初始化、相干操控和光学读出的方案，并突出了在混合体系结构和极端环境中的已证明应用，以及在二维极限下保持相干性的确定性缺陷工程进展。最后，我们讨论了在基于二维材料实现可扩展、稳健和多功能量子传感器的未来机会和挑战。