van der Waals材料中自旋缺陷的室温电读出

六方硼氮化物（hBN）中负电硼空位（$\mathrm{V_B^-}$）是目前在二维材料中最广泛研究的室温量子自旋系统。然而，当前对$\mathrm{V_B^-}$自旋状态的有效读出仍通过系统性的光学方法实现。这限制了其在紧凑型和微型化量子器件中的应用，而这些器件具有解决量子感测和量子信息任务的巨大潜力。本研究我们展示了一种用于hBN中$\mathrm{V_B^-}$自旋的光电读出技术。观察到的光电流信号源于硼空位的自旋依赖离子化动力学，由自旋依赖的非辐射跃迁到一个 metastable 状态所介导。我们进一步将这种电子探测技术扩展到 enables 对动态脱耦合序列的读出，包括卡尔-普尔贝特-迈姆沃格-吉尔（CPMG）协议，以及通过电子-核双共振实现对核自旋的读出。这些结果为基于二维材料平台的芯片集成和实场应用量子功能提供了一条路径。