六方氮化硼中硼空位中心的自旋相关光动力学

六方氮化硼（hBN）中的带负电硼空位（V$_\text{B}^-$）中心目前正因其在二维（2D）量子传感单元设计中的潜力而受到广泛关注。这类发展需要对 V$_\text{B}^-$ 中心的自旋相关光学响应有精确的理解，而目前这方面的文献记载仍然不足。在此，我们通过一系列时间分辨光致发光（PL）测量来研究 hBN 中 V$_\text{B}^-$ 中心的自旋相关光动力学。我们首先引入一种稳健的全光学方法，用以推断光泵浦下 V$_\text{B}^-$ 中心激发态的自旋相关寿命和电子自旋极化。利用这些结果，我们分析了在不同光激发功率下记录的 PL 时间轨迹，并采用 V$_\text{B}^-$ 中心的七能级模型，提取了在环境条件和液氦温度下自旋相关光学循环中涉及的所有速率。这些发现最终被用于研究矢量磁场对光学响应的影响。更具体地说，我们分析了由垂直于 V$_\text{B}^-$ 量化轴的磁场分量引起的电子自旋混合所导致的 PL 猝灭效应。所有实验结果均能被七能级模型很好地重现，这证明了其在描述 V$_\text{B}^-$ 中心自旋相关光动力学方面的稳健性。这项工作为 hBN 中 V$_\text{B}^-$ 中心的性质提供了重要见解，对二维量子传感单元的未来发展具有重要价值。