等离子体处理二维六方氮化硼的单光子发射
材料科学
2017-10-20 v1
摘要
固体中的人工原子系统正日益成为量子信息处理和可扩展量子纳米光子网络中的重要构建模块。然而，合成适合片上应用的单光子发射器色心仍然难以实现。在此，我们报道了多种等离子体和热退火方法，用于在胶带剥离的六方氮化硼（hBN）晶体中制备发射器。由氩等离子体刻蚀及随后在氩气中退火组成的两步工艺具有很高的鲁棒性，并使hBN中发射器的浓度提高了七倍。初始的等离子体刻蚀步骤产生的发射器存在闪烁和光漂白现象，而两步工艺产生的发射器在室温下具有光稳定性，并且其发射能量分布相对于原始hBN发生了红移。对通过一系列等离子体和退火处理制备的发射器进行分析，并结合对hBN中点缺陷的理论研究，表明具有高度光稳定性和大于约700 nm发射波长的单光子发射器与含氧的缺陷复合体相关。通过在氧化性气氛中对hBN进行退火生成发射器，进一步证实了这一点。我们的发现推进了目前对hBN中量子发射器结构的理解，并增强了实现基于二维材料的集成量子纳米光子学所需的纳米制造工具包。
引用
@article{arxiv.1710.07010,
title = {Single Photon Emission from Plasma Treated 2D Hexagonal Boron Nitride},
author = {Zai-Quan Xu and Christopher Elbadawi and Toan Trong Tran and Mehran Kianinia and Xiuling Li and Daobin Liu and Timothy B. Hoffman and Minh Nguyen and Sejeong Kim and James H. Edgar and Xiaojun Wu and Li Song and Sajid Ali and Mike Ford and Milos Toth and Igor Aharonovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.07010},
year = {2017}
}