Coupling Spin Defects in a Layered Material to Nanoscale Plasmonic Cavities
六方氮化硼中的自旋缺陷，特别是带负电荷的硼空位（VB）中心，是量子传感的新兴候选者。然而，VB缺陷的量子效率低，因此表现出弱的光致发光。在这项工作中，我们展示了一种可扩展的方法，通过耦合到等离子体间隙腔来显着增强VB-发射。等离子体腔由平坦的金表面和银立方体组成，其间放置有几层hBN薄片。采用这些等离子体腔，我们提取了两个数量级的光致发光增强与光学检测的磁共振对比度相应的2倍增强。这项工作将是关键的进展，量子传感采用二维材料，并实现纳米光子器件与自旋缺陷的六方氮化硼。
2021-08-05 physics.optics
Temperature effects in luminescence of associated oxygen-carbon pairs in hexagonal boron nitride under direct optical excitation within 7-1100 K range
本文研究了六方氮化硼微晶粉在7 - 1100K范围内4.1eV的光致发光强度随温度的变化。所得结果已在基于杂质的缔合给体-受体对（ONCN）配合物的能级的能带模型内进行了分析。在T <200 K时的发光增强过程和两个独立的外部热激活猝灭通道是样品在直接（4.26 eV）激发下可观察到的典型发光机制。结果表明，在T> 220 K时，当直接激发时，样品的光致发光强度降低，这是由于ON中心的施主能级（122 meV）和CN中心的深受主能级（1420 meV）作为（ONCN）-络合物的一部分发生热电离过程。具有15毫电子伏的活化能的温度增强区域是由于一个绑定的Wannier-Mott激子的衰减，然后由相关的施主-受主对的激发转移。
2020-03-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Combining experiments on luminescent centres in hexagonal boron nitride with the polaron model and ab initio methods towards the identification of their microscopic origin
本研究结合ab initio计算与非微扰开放量子系统理论，分析了26种缺陷跃迁，将hBN中发光中心的微观起源缩小至三种碳基缺陷，并验证了基于极化子的理论方法与PLE实验高度一致。
2023-04-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Manipulating the Charge State of Spin Defects in Hexagonal Boron Nitride
本研究利用层状异质结器件注入电子或空穴，实现并调控 hBN 中硼空位在 -1 与 0 电荷态之间的确定性可逆切换，为稳定自旋活性的 $V_B^-$ 态提供方法。
2023-05-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Controlling Photoluminescence Spectra of hBN Color Centers by Selective Phonon-Assisted Excitation: A Theoretical Proposal
六方氮化硼（hBN）中的色心即使在室温下也显示出稳定的单光子发射，使这些系统成为量子信息应用的有希望的候选者。除了这一显著的性质，它们与纵向光学（LO）声子的相互作用也是非常独特的，因为它们导致主导声子边带（PSB），以及从零声子线（ZPL）分离。在这项工作中，我们利用这种明确的光谱分离的声子衰减动力学的影响，理论上的时间依赖的光致发光（PL）信号。我们的模拟表明，通过使用定制的光激发方案，有可能在两个LO模式之间产生叠加，导致声子量子拍频，表现在随时间变化的PL信号中。
2021-02-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonon-assisted emission and absorption of individual color centers in hexagonal boron nitride
六方氮化硼中的缺陷中心代表层状范德华材料中的室温单光子源。这些光发射体表现出在整个可见光谱范围内具有宽范围的跃迁能量，这使得识别潜在的原子结构具有挑战性。除了它们作为量子发光体的杰出特性之外，与声子的耦合也是显著的。它们的光致发光表现出显着的边带发射以及分离的零声子线（ZPL）和ZPL本身的非对称加宽。在这一结合的理论和实验研究中，我们表明，声子边带可以很好地描述在体纵向光学（LO）声子的耦合。为了描述的ZPL不对称性，我们表明，除了耦合到纵向声学（LA）声子也耦合到局部模式振荡的缺陷中心相对于整个主机晶体必须考虑。通过研究发射极波函数尺寸对声子边带的影响，我们找到了合适的波函数尺寸和形变势。我们进行光致发光激发测量，以证明发射器的激发是最有效的LO-声子辅助吸收。
2019-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electron-beam Writing of Spectrally Uniform Green Single-photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海光学精密机械研究所）
研究利用扫描电子显微镜在六方氮化硼中预定义位置激活绿色单光子发射器，无需离子注入或退火。该方法可实现光谱可重复发射，还通过多种实验支持发射源于碳相关缺陷复合体，为集成室温量子光子架构提供基础。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photodynamics of quantum emitters in hexagonal boron nitride revealed by low temperature spectroscopy
六方氮化硼（hBN）中的量子发射体最近成为有前途的明亮单光子源。在这封信中，我们详细研究了它们在低温下的光学性质。特别是，我们进行温度分辨的光致发光研究和测量光子相干时间从hBN发射器。所获得的81（1）ps的值转换为$\sim$ 12 GHz的宽度，其高于$\sim$ 32 MHz的傅立叶变换极限值。为了解释发射器的光动力学，我们进行了超快光谱扩散测量，部分解释了相干时间。我们的研究结果提供了重要的洞察hBN中的量子发射体的弛豫过程，这是强制性的，以评估其适用性的量子信息处理。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Geometric Control of Visible Emitter Creation in Hexagonal Boron Nitride by Oblique Ion Irradiation
University of Iowa（爱荷华大学）；McMaster University（麦克马斯特大学）；Canadian Centre for Electron Microscopy（加拿大电子显微学中心）
本研究将离子入射角确立为调控六方氮化硼可见发射体的几何参数，揭示了其对不同厚度薄片发射注量的影响规律，为范德华光子材料的缺陷调控提供了新的材料级调控手段。
2026-08-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical repumping of resonantly excited quantum emitters in hexagonal boron nitride
固态量子发射器的共振激发使得能够实现量子态的相干控制和相干单光子的生成，这是可扩展的量子光子学应用所需要的。然而，这些系统通常会衰减到一个或多个中间暗态或光谱跳跃，导致共振光子的缺乏。在这里，我们提出了一种光学共激发方案，该方案使用弱非共振激光来减少到暗态的跃迁并放大来自六方氮化硼（hBN）中的量子发射器的光致发光。利用一个双激光再泵浦方案，我们实现了光学稳定的hBN发射器的共振荧光和ON时间的整体增加了一个数量级相比，只有共振激发。我们的研究结果是重要的部署类原子缺陷的hBN作为可靠的构建块量子光子应用。
2020-09-11 physics.optics quant-ph
Time-Resolved Stokes Analysis of Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
本文利用旋转四分之一波片方法对六方氮化硼中的单光子发射体进行时间分辨斯托克斯分析，在不改动实验装置的前提下揭示了此前无法获得的动态偏振信息，为多材料平台固态量子发射体的偏振表征提供了通用技术。
2025-04-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Amplified Directional Photoluminescence from CIS Quantum Dots and hBN Quantum Emitters using Tunable BIC Metasurfaces
本研究提出一种结合相变材料Sb2S3的有源混合超表面，通过支持可调谐BIC共振，实现了CIS量子点和hBN单光子发射器光致发光的显著定向放大与动态调控，为量子纳米光子芯片设定了新基准。
2025-10-12 physics.optics quant-ph
Efficient Analysis of Photoluminescence Images for the Classification of Single-Photon Emitters
提出基于图像分析和回归拟合的定量方法，自动识别光致发光图像中的高斯发射体并按稳定性、形状和强度分类，高效应用于纳米金刚石阵列和六方氮化硼薄片中的单光子发射体检测。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Hexagonal Boron Nitride Spin Defects for Quantum Photonics: Annealing-Free Generation by Krypton Ion Implantation
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Savitribai Phule Pune University（萨维特里巴·普勒浦那大学）；National Institute for Materials Science（日本物质材料研究所）
本文报道了利用Kr⁺离子注入在六方氮化硼中产生无退火、室温近红外发光自旋缺陷，通过SRIM模拟优化参数，实验表明注入后产生稳定的830 nm光致发光带，强度随剂量增加，EPR和DFT揭示VN-CB施主-受主对复合体为可能起源。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Low-temperature electron-phonon interaction of quantum emitters in hexagonal Boron Nitride
基于层状六方氮化硼（hBN）中原子缺陷的量子发射体已经成为具有原子般的电子物理和量子光电性质的有前途的固态“人造原子”。与其他类原子发射体类似，hBN中的缺陷-声子耦合控制特征单光子发射，并提供了研究发射体的原子和电子结构以及其自旋和电荷相关电子态与声子耦合的机会。在这里，我们调查这些问题，使用光致发光激发（PLE）实验在T=4K的单光子发射器在多层hBN生长的化学气相沉积。通过从零声子线（ZPL）扫描到250 meV，我们可以精确地测量发射极对不同声子模式的耦合效率。我们的研究结果表明，激发介导的一个平面内的光学声子的吸收增加发射极吸收概率的10倍相比，介导的声学或平面外的光学声子。我们比较这些测量对理论预测的第一性原理密度泛函理论的四个缺陷的候选人，我们计算普遍的电荷态和它们的自旋相关的耦合体和本地声子模式。我们的工作阐明了hBN量子发射体在低温下的声子耦合动力学，更普遍地影响了2D材料中的介观量子发射体系统，并代表了固态量子技术中的可能应用。
2019-10-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride
本研究针对六方氮化硼单光子发射器的性能与排布难题，设计镀金硅柱加氧化铝间隔层的等离子体纳米谐振器阵列，实现室温下位点可控的高亮度单光子发射，为可扩展量子信息系统提供支撑。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Temperature-Dependent Emission Spectroscopy of Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究将六方氮化硼黄色量子发射器的研究扩展至低温，确定了547.5 nm的高稳定缺陷发射，发现声子模式可提升发射强度近5倍，加深了对发射器本质的理解。
2026-09-01 physics.optics quant-ph
Deterministic single-photon sources in hexagonal boron nitride with electron-dose-tuned purity and reversible thermal quenching
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）；Centre of Excellence in Quantum Information, Computation, Science and Technology, Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院量子信息、计算科学与技术卓越中心）
通过聚焦电子束在六方氮化硼中确定性制备单光子发射体，研究电子剂量对发射体性能的影响，发现室温至300°C的热猝灭可逆，为量子光源提供剂量控制和高温操作能力。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Channeling defect emission through topological Jackiw-Rebbi states in hBN
University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；ARC center of Excellence for Transformative Meta-Optical Systems, University of Technology Sydney（悉尼科技大学变革性超光学系统卓越研究中心）；University of New South Wales（新南威尔士大学）
本研究在六方氮化硼中实现拓扑Jackiw-Rebbi态的光子类比，通过反转光栅带边模式顺序形成非色散界面态，该态对制造误差高度容忍，为控制发光缺陷发射提供稳健平台。
2026-09-23 physics.optics
Energy-Transfer-Enhanced Emission and Quantum Sensing of VB- Defects in hBN-PbI2 Heterostructures
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
通过异质结构增强VB-缺陷的发光与量子传感，利用PbI2敏化层提升PL强度并实现高灵敏度磁共振检测
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Deterministic Integration of hBN Single-Photon Emitters on SiN Waveguides via Femtosecond Laser Processing
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（日本产业技术综合研究所）
通过飞秒激光加工确定性整合hBN单光子发射器到SiN波导，实现高亮度单光子源与光子电路的兼容性。
2025-04-28 physics.optics
