在 hBN 中形成化学稳定自旋量子比特的对称碳四聚体
材料科学
2025-03-10 v1
摘要
半导体中的点缺陷量子比特有潜力革新原子尺度上的传感。目前，与空位相关的缺陷，如金刚石中的 NV 中心和六方氮化硼（hBN）中的 VB，处于高空间分辨率和低维传感的前沿。另一方面，空位的反应活性和表面不稳定性限制了进一步发展。在此，我们研究 hBN 中的对称碳四聚体，并提出将其作为用于低维传感的化学稳定自旋量子比特。我们利用周期性 DFT 和量子化学方法可靠且准确地预测所研究缺陷的电子、光学和自旋性质。我们表明，氮中心对称碳四聚体产生依赖于自旋态的光学信号，其系间窜越速率对应变敏感。此外，缺陷与其自旋环境的弱超精细耦合导致减小的电子自旋共振线宽，这可能提高灵敏度。
引用
@article{arxiv.2303.14110,
title = {Symmetric carbon tetramers forming chemically stable spin qubits in hBN},
author = {Zsolt Benedek and Rohit Babar and Ádám Ganyecz and Tibor Szilvási and Örs Legeza and Gergely Barcza and Viktor Ivády},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.14110},
year = {2025}
}
备注
main document (29 pages, 5 figures, 2 tables) + supplementary material (14 pages, 9 figures, 7 tables)