重新考察六方硼氮材料中自旋缺陷的内在特性
量子物理
2025-09-12 v1 材料科学
摘要
六方硼氮（hBN）是一种带隙宽、驻波材料，因其作为光可调、平行磁性缺陷的理想载体而在固态量子技术领域具有高度前景。内在及外在点缺陷提供了一系列发射能，但与观测到的跃迁相关的原子级结构尚未完全表征。本文采用密度泛函理论对bulk hBN中的内在点缺陷进行建模，使用准广义梯度近似（meta-GGA）方法，考察其形成能、电子光谱和磁性。我们发现，meta-GGA交换关联泛函r2SCAN在特定性质上在准确性与计算效率之间提供了良好平衡，但其对束态激子稳定性的预测性能在与更高阶混合函数比较后表现有限。这表明其在优化的、分层计算缺陷筛选工作流程中仍具潜在应用价值。在修订后的标准下，VB-、BN0、Bi+和Ni+缺陷被识别为在技术上令人满意的波长范围内具有零光子发射的稳定色心，因而在量子网络和传感器领域具有潜在应用前景。
引用
@article{arxiv.2509.09002,
title = {Revisiting intrinsic spin defects in hexagonal boron nitride with r2SCAN},
author = {Petros-Panagis Filippatos and Tom J. P. Irons and Katherine Inzani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09002},
year = {2025}
}