碳掺杂六方硼氮表面缺陷用于负对比度直接激光写作
光学
2026-02-27 v1 材料科学
其他凝聚态物理
应用物理
摘要
六方硼氮 (hBN) 中的辐射缺陷在从深紫外到近红外波段的宽谱范围内活跃。这些缺陷的代表物用作亮单光子源、自旋 1 系统和多属性原子尺度传感器。它们主要在 bulk hBN 薄膜中被研究，缺陷与表面和界面效应相互独立。本文展示了一类在绿色/黄色可见光谱范围内光学活性的表面缺陷，这些缺陷的光物理性质与其 bulk 对应物不同。高功率共振激光照射熄灭了此类缺陷的发射，归因于光驱动的结构重构。熄灭的缺陷通过热循环过程恢复其发射能力，结构相变的活化能为 24.5 meV。或者，通过表面化学，缺陷可被 lithiation enabled 功能基团附着而永久性熄灭。利用这些机制实现负对比度直接激光写作，在微观配置中按需设计任意几何发射图案。hBN 中的表面活性辐射中心在探索环境灵敏性、表面科学以及与光子结构或电子器件耦合方面尤为有前景，能够充分利用宿主晶格的二维特性。
引用
@article{arxiv.2602.13657,
title = {Surface defects in carbon-doped hexagonal boron nitride for negative-contrast direct laser writing},
author = {Dmitrii Litvinov and Virgil Gavriliuc and Magdalena Grzeszczyk and Kristina Vaklinova and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Kostya S. Novoselov and Maciej Koperski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13657},
year = {2026}
}