单层范德瓦耳斯材料中的量子传感器
介观与纳米尺度物理
2021-11-19 v1 其他凝聚态物理
摘要
半导体中的点缺陷量子比特已展现出其杰出的高空间分辨率传感能力，具有广泛的多学科意义。承载此类传感器的二维（2D）半导体最近为在二维异质结构亚纳米尺度上的传感开辟了新视野。然而，在具有高层灵敏度的单层二维材料中受控地创建量子传感器迄今仍难以实现。在此，我们报道了一种新型二维量子传感器——六方氮化硼（hBN）中的 VB2 中心，其具有优越的传感能力。该中心固有的低对称性构型产生了独特的电子与自旋性质，从而在二维材料中实现了具有空前灵敏度的量子比特。该量子比特在低磁场下与其稠密自旋环境解耦，导致自旋共振线宽减小并延长相干时间。VB2 中心还配备有可用于存储布居数信息的经典存储器。利用扫描透射电子显微镜成像，我们确认了由电子束辐照在自由站立单层 hBN 中产生的点缺陷结构。我们的结果为低维原子尺度传感提供了新的材料解决方案。
引用
@article{arxiv.2111.09589,
title = {Quantum sensor in a single layer van der Waals material},
author = {Rohit Babar and Gergely Barcza and Anton Pershin and Hyoju Park and Oscar Bulancea Lindvall and Gergő Thiering and Örs Legeza and Jamie H. Warner and Igor A. Abrikosov and Adam Gali and Viktor Ivády},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.09589},
year = {2021}
}