六方氮化硼中可见光谱量子发射体的结构属性与光动力学
介观与纳米尺度物理
2016-10-07 v2 量子物理
摘要
新发现的范德瓦耳斯材料如MoS、WSe、六方氮化硼（h-BN）以及最近的引发了大量研究以揭示与其二维结构相关的量子行为。令人极感兴趣的是承载单量子发射体的二维材料。h-BN具有5.95 eV的带隙，已被证明承载在室温和紫外及可见光谱范围内稳定的单量子发射体。本文我们研究了h-BN结构特征与发射体位置之间的相关性，从块体到单层在室温下。我们证明化学蚀刻和离子辐照可在h-BN中产生发射体。我们分析了发射体的光谱特征，表明它们由其电子跃迁与h-BN的单一拉曼活性模的相互作用主导。光动力学分析揭示了发射体电子态之间不同的速率。发射体即使在环境条件和单层中仍表现出优异的光稳定性。比较不同发射体之间的激发偏振揭示了缺陷取向与h-BN六方结构之间的联系。h-BN的尖锐光谱特征、颜色多样性、室温稳定性、长寿命亚稳态、易于制备、发射体靠近环境、出色的化学稳定性以及生物相容性提供了一类全新的可用于传感和量子光子学应用的体系。
引用
@article{arxiv.1608.03114,
title = {Structural attributes and photo-dynamics of visible spectrum quantum emitters in hexagonal boron nitride},
author = {Nathan Chejanovsky and Mohammad Rezai and Federico Paolucci and Youngwook Kim and Torsten Rendler and Wafa Rouabeh and Felipe Fávaro de Oliveira and Patrick Herlinger and Andrej Denisenko and Sen Yang and Ilja Gerhardt and Amit Finkler and Jurgen H. Smet and Jörg Wrachtrup},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.03114},
year = {2016}
}
备注
In Nano Letters, ACS, 2016. Title change. Revision according to peer-review report. SI can be downloaded from http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acs.nanolett.6b03268/suppl_file/nl6b03268_si_001.pdf