Photoluminescence from Single-Walled MoS$_2$ Nanotubes Coaxially Grown on Boron Nitride Nanotubes
通过去除单壁碳纳米管（SWCNTs）制备了小直径氮化硼纳米管（BNNTs），在BNNTs上同轴生长了单壁和多壁二硫化钼（MoS $_2$）纳米管，并对其进行了光谱学研究。在BNNT支撑的单壁MoS $_2$纳米管中观察到了很强的光致发光（PL），证实了直径约为6 - 7 nm的单壁MoS $_2$纳米管具有直接带隙结构.这一结果与我们的DFT结果一致：当纳米管直径大于5 nm时，单壁MoS $_2$纳米管由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体。另一方面，当在BNNT和MoS $_2$纳米管的异质纳米管内部存在SWCNT时，PL信号被显著淬灭。通过PL、XPS和Raman光谱表征了单壁碳纳米管与单壁MoS $_2$纳米管之间的电荷转移和能量转移。与单壁MoS $_2$纳米管不同，多壁MoS $_2$纳米管不发光。单壁和多壁MoS $_2$纳米管在共振和非共振拉曼光谱中表现出不同的拉曼特征。以BNNT为模板组装异质纳米管的方法为探索其他过渡金属二硫属化物纳米管的电学和光学性质提供了一种有效的途径。
2020-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Revealing multiple classes of stable quantum emitters in hexagonal boron nitride with correlated cathodoluminescence, photoluminescence, and strain mapping
固体中的单光子发射体（SPE）已经成为量子光子传感、通信和计算的有希望的候选者。六方氮化硼（hBN）中的缺陷表现出高亮度，室温量子发射，但其大的光谱可变性和未知的局部结构显着挑战其技术实用性。在这里，我们直接关联hBN量子发射与材料的局部应变使用光致发光（PL），阴极发光（CL）和纳米束电子衍射的组合。在40个发光体和15个样品中，我们观察到PL和CL中的零声子线（ZPL），范围从540-720 nm。CL映射揭示了位于光学衍射限制区域内的多个缺陷和不同的缺陷物种可以各自对所观察到的PL光谱做出贡献。局部应变图表明，应变是不需要激活发射器，并不是唯一负责观察到的ZPL光谱范围。相反，四个不同的缺陷类负责观察到的发射范围。一个缺陷类具有接近615 nm的ZPL，具有主要匹配的CL-PL响应;它不是另一个缺陷类的应变调谐版本，ZPL发射中心在580 nm。在650 nm处的第三种缺陷具有低可见频率CL发射;并且以705 nm为中心的第四种缺陷种类在其CL和PL峰之间具有小的~10 nm的位移。所有研究的缺陷都是稳定的电子和光学照射。我们的研究结果提供了一个重要的基础，原子尺度的光学表征色心，以及工程缺陷与精确的发射性能的基础。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Single- and narrow-line photoluminescence in a boron nitride-supported MoSe$_2$/graphene heterostructure
由范德华材料制成的异质结构提供了一个模板，以研究原子级尖锐的异质界面的邻近效应。特别是，近场电荷和能量转移的异质结构由半导体过渡金属二硫属化物（TMD）已吸引了兴趣，设计模型的2D“施主-受主”系统和新的光电元件。在这里，使用拉曼散射和光致发光光谱，我们报告了一个全面的表征的二硒化钼（MoSe $_2$）单层沉积到六方氮化硼（hBN）和覆盖的单层和双层石墨烯。与原子级平坦的hBN衬底一起，单个石墨烯外延层足以钝化MoSe $_2$层并提供均匀的环境，而不需要额外的覆盖层。结果，我们没有观察到光诱导掺杂在我们的异质结构和MoSe $_2$激子线宽得到窄至1.6 meV，因此接近均匀的极限。半金属石墨烯层中和2D半导体，并实现皮秒非辐射能量转移，其猝灭来自长寿命状态的辐射复合。因此，来自中性带边激子的发射在很大程度上主导MoSe $_2$ /石墨烯异质结构的光致发光光谱。由于该激子在低温下具有皮秒辐射寿命，与能量转移时间相当，因此在单层和双层石墨烯的存在下，其低温光致发光仅分别被$3.3 \pm 1$和$4.4 \pm 1$的因子淬灭。最后，虽然我们的裸MoSe $_2$ hBN表现出可忽略不计的谷极化在低温和近共振激发下，我们表明，接口MoSe $_2$与石墨烯产生一个单线发射器的谷极化和相干度高达$\sim 15\,\%$。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$C_2C_N$ as a 2 eV Single-Photon Emitter Candidate in Hexagonal Boron Nitride
在六方氮化硼中产生约2 eV发射的单光子发射体在实验上是公认的;然而，这些发射体的原子性质是未知的。在本文中，我们使用第一性原理计算证明，$C_2C_N$是一个可能的来源，2 eV的单光子发射体。我们展示了一套完整的静态和动态性能的计算缺陷，包括激子缺陷耦合和电子-声子相互作用。特别是，我们表明，它是至关重要的考虑非辐射过程时，与已知的2电子伏特发射体的实验寿命相比。我们发现，$C_2C_N$有几个关键的物理特性相匹配的实验观察到的单光子发射器。这些包括零声子线（2.13eV）、黄-里斯因子（1.35）、光致发光寿命（2.19ns）、声子边带能量（180 meV）和光致发光光谱。2 eV发射的缺陷候选者的识别铺平了可控的单光子发射产生的方式。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci
First-principles identification of single photon emitters based on carbon clusters in hexagonal boron nitride
最近的一项研究将碳与六方氮化硼（h-BN）中的单光子发射体（SPE）联系起来。这一观察结果以及h-BN中碳的高迁移率表明存在基于碳簇的SPE。在这里，通过密度泛函理论计算，我们研究了取代碳原子团簇的六方氮化硼四聚体。两种不同构象的中性碳三聚体的零点线能量和声子边带的位移与典型的光致发光光谱兼容。此外，一些构象的两个小的C团簇彼此相邻的光致发光光谱中发现的实验结果相似。我们还表明，空缺是无法再现的声子边带的典型功能，在大多数测量中观察到的低能量呼吸模式，普遍存在于这样的缺陷，由于大的光谱权重。
2020-07-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Revealing Polytypism in 2D Boron Nitride with UV Photoluminescence
本文通过紫外光致发光揭示二维氮化硼的多型性，利用MOVPE生长样品，识别出hBN和rBN的不同零声子线，并证明缺陷可作为多型体指示器，为范德华异质结构应用铺路。
2024-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Resonant Excitation of Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride
层状六方氮化硼（hBN）量子发射体作为一种有前途的单光子源，近年来引起了人们的极大关注。在这项工作中，我们证明了一个单一的缺陷中心的hBN，在量子信息应用中的光源就业的最重要的先决条件之一的共振激发。我们观察到的hBN发射器的光谱线宽窄于1 GHz，而发射器经历光谱扩散。时间的光致发光测量揭示了约100毫秒的平均光谱扩散时间。共振光子反聚束测量也实现了。我们的研究结果揭示了hBN量子发射体在纳米光子学和量子信息中的潜在用途。
2017-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Theory of shallow and deep boron defects in 4H-SiC
摘要尽管在提高$p$型4 H-SiC衬底和层的质量方面取得了进展，但我们仍然没有能够解释文献中大量与硼相关的光学、结和顺磁共振实验的模型。一个突出的难题是观察到两个浅的硼缺陷，而不同的轴向取向所发现的电子顺磁共振（EPR）和电子核双共振（ENDOR）数据。在掺杂有其他III族元素的材料中没有观察到该特征。另一个悬而未决的问题涉及相互矛盾的结论，从光致发光和EPR研究更深的硼中心，这已被链接到相当不同的模型，无论是基于替代或空位相关的硼缺陷。我们解开这些和其他问题的第一性原理计算，其中的温度依赖的稳定性，电子活动，和顺磁响应的硼缺陷在4 H-SiC的调查。
2023-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Deformation-Driven Enhancement of Spin Defect Emission in Hexagonal Boron Nitride
本研究发现悬浮六方氮化硼中VB-自旋缺陷的光致发光可增强至30倍，并证明局部形变破坏对称性、激活微弱光学跃迁，同时保持ODMR和自旋寿命等关键性质。
2025-08-31 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Molecular beam epitaxy growth of cadmium telluride structures on hexagonal boron nitride
本研究首次实现了在二维六方氮化硼（hBN）衬底上通过分子束外延生长碲化镉（CdTe）量子阱，经氦温光致发光验证其存在，且该生长所需温度比体衬底低70-100℃，为三维半导体在二维衬底上的外延生长提供了新可能。
2023-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Electrostatic, Luminescent, and Paramagnetic Responses of Fresh BN Nanopowders Synthesized under Concentrated Light
本研究探究浓光下合成的BN纳米粉体的静电、发光和顺磁响应，发现其初始因表面缺陷具相关活性，暴露空气后缺陷被钝化致活性消失，揭示表面化学对BN基纳米材料功能性质的关键调控作用。
2025-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Predictive Design of Defect States in Hexagonal Boron Nitride for Telecommunication-Band Quantum Emission
Graduate School of Sciences；Engineering (GSSE), Ko c University, Rumelifeneri Yolu, Sar yer 34450, Istanbul, T\"urkiye；Department of Physics, K rklareli University, 39100, K rklareli, T\"urkiye；Department of Electrical \& Electronics Engineering, Ko c University, Rumelifeneri Yolu, Sar yer 34450, Istanbul, T\"urkiye
本研究预测了六方氮化硼中支持电信波段单光子发射的缺陷，通过理论计算筛选出具有高光学性能的候选缺陷，为量子通信提供了新的材料平台。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence from voids created by femtosecond laser pulses inside cubic-BN
在紫外和可见光激发下，研究了飞秒激光对立方氮化硼（c-BN）表面改性区域的光致发光（PL）特性。观察到红光区明亮的光致发光，典型的激发态寿命为$\sim 4$ ~ns。尖锐的发射线是一致的PL固有的电子振动缺陷链接到氮空位形成（通过弗伦克尔对）观察到较早的高能电子辐照和离子注入的c-BN。这些，以前被称为辐射中心，RC 1，RC 2和RC 3已被确定在由单个fs激光脉冲形成的空隙的轨迹。该方法有望在c-BN中设计用于光子应用的色心。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electron Paramagnetic Resonance signature of point defects in neutron irradiated hexagonal Boron Nitride
六方氮化硼（h-BN）由于其大的禁带宽度而成为研究荧光缺陷的一种有吸引力的范德华材料。在这项工作中，我们证明了增强的粉红色由于中子照射，并进行电子顺磁共振（EPR）测量。新的点缺陷被暂时指定为双占据的氮空位（S = 1）和零场分裂（D = 1.2 GHz）。这些缺陷与宽的可见光吸收带和近红外光致发光带相关，分别以~ 490 nm和820 nm为中心。EPR信号强度受到在600至800°C之间的温度范围内的热处理的强烈影响，其中辐射诱导的粉红色也丢失。我们的研究结果是重要的理解点缺陷的h-BN及其部署的量子和集成的光子应用。
2018-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the electronic bandgaps and band edge positions in carbon-substituted 2D boron nitride: a first-principles investigation
石墨烯的改性以在其电子光谱中打开一个强大的间隙对于其在场效应晶体管和光化学应用中的使用至关重要。受最近在制备石墨烯和氮化硼（BN）的均匀合金中的实验成功的启发，我们在这里考虑通过成分和构型修改来工程化C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$合金的电子结构和带隙。我们从已经具有大带隙的BN端元开始，然后表明：（a）带隙原则上可以通过C $(x<0.25)$的适度取代降低到约2 eV;以及（b）C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$的电子结构不仅可以通过组成$x$，而且可以通过BN基质中的C取代基所采用的构型来进一步调节。我们的分析，准确的筛选混合功能计算的基础上，提供了一个清晰的理解之间的相关性的带隙和聚集的C原子的水平：带隙减少最大时的C原子被最大限度地隔离，并增加与聚集的C原子由于形成的结合和反结合带与杂化的占据和空的缺陷状态。我们确定相对于真空的价带和导带边缘的位置，并讨论了2D C $_{2x}$ B $_{1-x}$ N $_{1-x}$合金在光催化应用中的潜在用途的影响。最后，我们评估这些合金的形成使用来自第一性原理的团簇膨胀模型的热力学限制。
2015-04-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
VNCB defect as source of single photon emission from hexagonal boron nitride
二维六方氮化硼（hBN）单光子发射体由于其高强度、稳定性和应变可调的发光特性而引起了人们的广泛关注。然而，这种发射的精确来源，特别是所涉及的晶体缺陷的详细原子结构，仍然是未知的。在这项工作中，我们提出了第一性原理计算的振动分辨的光学指纹的自旋三重态（2）（_^3）B_1到（1）（_^3）B_1的VNCB点缺陷在hBN的过渡。基于与实验的关键光谱量，如发射频率和偏振，光致发光（PL）线的形状，黄-里斯因子，德拜-沃勒因子，和重组能量的良好协议，我们最终将观察到的单光子发射在约2 eV的VNCB缺陷。因此，我们的工作解决了关于hBN单光子发射源的确切化学性质的长期争论，并建立了控制和应用量子技术应用所需的微观理解。
2020-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Fingerprinting Defects in Hexagonal Boron Nitride via Multi-Phonon Excitation
本研究通过光致发光光谱与理论预测对比，确定了六方氮化硼中黄色单光子发射的碳相关缺陷原子结构，为量子技术应用提供关键依据。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Cathodoluminescence monitoring of quantum emitter activation in hexagonal boron nitride
在二维材料中局部激活或产生量子发射体的能力对于实现集成量子光子器件具有重要意义。特别地，六方氮化硼（hBN）最近已经显示出允许用于在期望位置处获得量子发射体的各种技术。在这里，我们使用阴极发光（CL）原位监测的电子束在hBN的色心的局部激活。我们观察到，CL信号饱和在一个给定的表面剂量，独立的电子电流密度。基于光致发光和光子相关性，我们表明，光活性的颜色中心的数量是成正比的CL信号，我们估计的量子发射器，可以通过我们的技术产生的最大密度。我们的研究结果提供了有关激活机制的见解，并可能有助于优化六方氮化硼中单光子源的控制产生。
2022-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Sub-nanoscale Temperature, Magnetic Field and Pressure sensing with Spin Centers in 2D hexagonal Boron Nitride
固态材料中的自旋缺陷是量子信息技术和传感应用的强有力的候选系统。在这里，我们详细探讨了最近发现的带负电荷的硼空位（$V_B^-$）在六方氮化硼（hBN），并证明其作为原子尺度的温度，磁场和外部施加的压力传感器的使用。由于$V_B^-$的高自旋三重态基态和明亮的自旋相关光致发光（PL），这些应用是可能的。具体来说，我们发现，在光检测磁共振（ODMR）测量的频率偏移不仅是敏感的静态磁场，但也与晶格参数的温度和压力的变化。我们的工作是重要的自旋丰富的hBN层作为本征传感器在异质结构的功能化的二维材料的未来使用。
2021-02-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Growth of rhombohedral boron nitride crystals using an iron flux
本文报道了常压下用铁熔剂法生长高质量菱方氮化硼晶体，并通过X射线衍射、光致发光和拉曼光谱证实其以菱方相为主且声子特性与理论计算高度一致。
2025-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Substitutional oxygen as the origin of the 3.5 eV luminescence in hexagonal boron nitride
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理与工程技术中心）
研究揭示六方氮化硼中3.5 eV发光源于中性氧取代氮的空位捕获，通过理论计算与实验验证了其发射机制及几何结构变化。
2026-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Charge state tuning of spin defects in hexagonal boron nitride
本文展示了超薄六方氮化硼中硼空位电荷态的可调控性，发现其在石墨烯电极间可发生光学活性转变且带负电的硼空位对外部垂直电场保持稳健，为二维量子传感器和范德华异质结构集成提供了重要依据。
2025-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Non-radiative energy transfer between boron vacancies in hexagonal boron nitride and other 2D materials
Université de Toulouse, INSA-CNRS-UPS（图卢兹大学，INSA-CNRS-UPS）；Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences（约费研究所，俄罗斯科学院）；Laboratoire Charles Coulomb, Université de Montpellier and CNRS（夏尔·库隆实验室，蒙彼利埃大学和法国国家科学研究中心）；Institut Universitaire de France（法兰西学院）
研究揭示了六方氮化硼中硼空位与二维材料间的非辐射能量转移机制，发现超薄传感层可有效利用该特性用于量子传感器设计。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Symmetry Engineering Enables Deterministic Ensemble Polarization Control in Hexagonal Boron Nitride
University of Delaware（特拉华大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国家物质材料研究所）
本文提出对称工程策略，通过纳米脊阵列施加各向异性应变，在六方氮化硼的硼空位系综中恢复集体光学各向异性，实现与晶体取向无关的确定性偏振对齐，为偏振定义的系综自旋读出和光子集成奠定基础。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci
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
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
CBVB-nH complexes as prevalent defects in metal-organic vapor-phase epitaxy-grown hexagonal boron nitride
Warsaw University of Technology（华沙理工大学）；Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（物理与工程技术中心）
研究通过从头计算探讨了CBVB-nH复合物的热力学稳定性及光学性质，揭示其在氮气富集条件下形成机制，并解释了1.90 eV和2.24 eV发射峰的起源。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Elementary excitations of single-photon emitters in hexagonal Boron Nitride
本研究通过共振非弹性X射线散射与光致发光光谱，在缺陷六方氮化硼中发现285 meV元激发及其谐波，揭示N π*反键轨道作用，为低维量子发射提供新见解。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards $\textit{ab initio}$ identification of paramagnetic substitutional carbon defects in hexagonal boron nitride acting as quantum bits
讨论了六方氮化硼（hBN）中的顺磁替位碳（C $_\text{B}$，C $_\text{N}$）缺陷作为量子比特的候选者。它们的识别和适用性接近通过光致发光（PL），电荷跃迁，电子顺磁共振，光检测磁共振（ODMR）光谱。通过高效的平面波周期性超原胞\textit{ab initio}密度泛函理论方法揭示了其中几个明显的趋势。特别是，这产生了对C $_\text{B}$和C $_\text{N}$之间的分离的作用的洞察。在大多数情况下，中性和单电荷的基态的缺陷之间的电荷跃迁被预测为实验上可访问的，因为电荷跃迁能级（CTL）的位置位于带隙内。还讨论了\textit{A posteriori}的电荷修正。通过与最近观察到的PL和ODMR光谱的比较，发现了实验孤立的单自旋中心作为中性C $_\text{B}$点缺陷的近似识别。
2021-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph quant-ph
Manipulating carbon related spin defects in boron nitride by changing the MOCVD growth temperature
该研究通过改变 MOCVD 生长温度并辅以退火，调控晶圆级氮化硼中碳相关自旋缺陷的形成，为无辐照自旋存储与磁场探测材料提供方案。
2024-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Engineering the strain and interlayer excitons of 2D materials via lithographically engraved hexagonal boron nitride
通过在六方氮化硼中创建原子级平坦的表面纳米结构，实现了对高质量二硫化钼应变分布与大小的任意片上控制，进而调控声子和激子发射以绘制光致发光图像，并能在室温下显著改变层间激子的强度和能量。
2024-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Boron and nitrogen isotope effects on hexagonal boron nitride properties
本研究通过金属助熔剂法生长四种硼氮同位素组合的六方氮化硼晶体，并表征其性质，为热管理和量子技术应用提供新可能。
2023-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced optical properties of MoSe$_2$ grown by molecular beam epitaxy on hexagonal boron nitride
本研究通过分子束外延在六方氮化硼上生长单层MoSe$_2$，实现窄至5.5 meV的低温光致发光线宽，并观察到室温发光及激子特征，为集成电子器件奠定基础。
2024-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Efficacy of Boron Nitride Encapsulation against Plasma-Processing in van der Waals Heterostructures
二维（2D）过渡金属二硫属化合物（TMDC）在光学、电子学、催化和储能等领域的应用是研究热点。当封装在无电荷无序的环境中时，它们的光学和电子性质可以显著增强。由于六方氮化硼（h-BN）是原子级薄，高度结晶，是一种强绝缘体，它是最常用的二维材料封装和钝化TMDC之一。在这份报告中，我们研究了如何在半导体器件制造和后处理过程中经常使用的高能氩等离子体中，BH-BN屏蔽底层MoS 2 TMDC层。像差校正扫描透射电子显微镜用于分析缺陷形成的h-BN和二硫化钼层，这些观察结果与拉曼和光致发光光谱。我们的研究结果强调，h-BN是短等离子体暴露（< 30秒）的有效屏障，但对于较长的暴露无效，这导致底层MoS 2中的广泛的撞击损伤和非晶化。
2020-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Identification of carbon-related color centers in hBN by high-resolution ab initio photoluminescence modeling
University of Oslo（奥斯陆大学）；State Research Institute Center for Physical Sciences and Technology (FTMC)（立陶宛国家物理科学技术研究中心）；Warsaw University of Technology（华沙理工大学）
本研究扩展力常数嵌入方法用于计算hBN的高分辨率振动分辨PL线形，通过与碳二聚体缺陷基准对比，发现中性碳三聚体$\boldsymbol{\rm C_2 C_N}$的PL特征匹配特定发射体低温光谱，为极性材料缺陷鉴别提供了有力工具。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Unambiguous identification of the indirect band nature of atomically thin hexagonal boron nitride
本研究利用深紫外光谱技术揭示了1-3层原子级薄六方氮化硼（h-BN）的间接带隙本质，纠正了单层BN为直接带隙的旧有认知，并发现4层起带边发光随层数增强，源于层间作用增强声子辅助间接跃迁及平带形成。
2024-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Spin-dependent photodynamics of boron-vacancy centers in hexagonal boron nitride
本研究通过时间分辨光致发光测量和七能级模型，全面分析了六方氮化硼中硼空位中心的自旋相关光动力学，揭示了磁场对光学响应的影响，为二维量子传感单元的发展提供了重要见解。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Decoherence of V$_{\rm B}^{-}$ spin defects in monoisotopic hexagonal boron nitride
该研究借助同位素富集 hBN 确认近红外自旋缺陷为 $^{\ m V}_{\ m B}^-$，结合模拟与交叉弛豫谱揭示其相干性改善及暗自旋杂质导致的退相干机制。
2021-12-19 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Current-induced brightening of vacancy-related emitters in hexagonal boron nitride
本研究通过石墨烯栅极调控hBN空位发射体，发现漏电流方向相关的可逆增亮及激光强度线性依赖，归因于光助电致发光效应与施主/受主掺杂浓度差异。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton spectroscopy and diffusion in MoSe2-WSe2 lateral heterostructures encapsulated in hexagonal boron nitride
化学气相沉积（CVD）允许过渡金属二硫族化物异质结构的侧边外延，在光电子学中具有潜在的应用。载流子和激子传输的关键是构成单层的两种材料的质量和横向异质结的性质。由于大的非均匀加宽的光学跃迁的光学性质的重要细节是不可访问的生长的异质结构样品。在这里，我们在T = 4 K，也在300 K进行光谱，以访问从生长衬底转移并封装在hBN中的CVD生长的MoSe 2-WSe 2横向异质结构中的光学跃迁。光致发光（PL），反射对比度和拉曼光谱显示相当窄的光学跃迁线宽类似于高品质的剥离单分子膜。在高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），我们发现近原子尖锐的交界处的典型程度为3 nm的共价键MoSe 2-WSe 2。在PL成像实验中，我们发现有效的激子扩散长度WSe 2比MoSe 2在低T=4 K，而在300 K，这种趋势是相反的。
2022-04-15 cond-mat.mtrl-sci
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
Layer-by-layer connection for large area single crystal boron nitride multilayer films
针对厚单晶BN薄膜难规模化生长的问题，本研究在不同化学计量相的面心立方Fe-Ni（111）合金上通过化学气相沉积制备大面积多层单晶BN膜，揭示了逐层“先接触先连接”的拼接机制，证实其为Bernal和菱方堆叠相。
2024-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale Correlation of Morphological, Chemical, and Optical Properties in p-Type Porous Silicon
Escuela de Física and Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA), Sede Rodrigo Facio, Universidad de Costa Rica（哥斯达黎加大学物理学院与材料科学与工程研究中心（CICIMA），罗德里戈法西奥校区）
该研究制备20个不同加工条件的pSi样品，用多种表征手段分析其性质关联，发现单一参数无法描述其多尺度行为，且量子线/量子点尺寸随电流密度增大而减小。
2026-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Light emission properties of mechanical exfoliation induced extended defects in hexagonal boron nitride flakes
最近，hBN由于其独特的缺陷相关发光特性而成为量子光学的一个有趣的平台。与此同时，hBN被确立为实现2D材料器件的理想绝缘支撑体，相反，缺陷会影响器件性能。在这项工作中，我们研究了通过机械剥离获得的hBN薄片的发光特性，特别关注在该过程中产生的扩展缺陷。特别地，我们解决了不同的问题，如在数百nm范围内的不同厚度的hBN薄片中的光发射，揭示了在薄片的较薄区域中更高浓度的深能级发射。我们认识到在某些地区的薄片与一个重要的蓝移（130毫电子伏）的室温附近的带边发射的hBN和并发存在的一个新的发射在2.36 eV的位错阵列的形成有关的晶体变形的效果。通过阴极发光和亚带隙激发光致发光研究了不同晶向厚度台阶的发光特性，揭示了不同辐射中心浓度的存在。CL映射允许检测掩埋厚度台阶，这对于SEM和AFM形态分析是不可见的。
2022-03-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Correlated Structural and Optical Characterization of Hexagonal Boron Nitride
本研究制备适配多种显微技术的六方氮化硼样品，关联表征其结构与光学特性，发现表征技术及常用处理方式会影响其光学活性与表面形貌，为二维材料及量子发射体相关研究提供了方法参考。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Direct Realization of Near-Ideal Carbyne in Ultrathin Boron Nitride Nanotubes
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Center for the Science of Materials Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin（柏林材料科学中心）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Huzhou Normal University（湖州师范学院）
本研究在超薄氮化硼纳米管中热转化聚炔，实现近理想卡宾链，通过拉曼光谱验证其振动频率分布窄、非谐性符合普适定律，为测量卡宾固有性质提供途径。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
From the synthesis of hBN crystals to their use as nanosheets for optoelectronic devices
在广阔的二维材料世界中，六方氮化硼（hBN）因其优异的特性而占有特殊的地位。除了热稳定性、化学稳定性和机械稳定性之外，hBN还表现出高导热性、低压缩性和约6 eV的宽带隙，使其成为许多突破性应用的有希望的候选材料，更具体地说，是光电子器件的候选材料。毫米级六方氮化硼晶体是通过一种破坏性的双重方法（PDC/PCS）获得的，该方法包括聚合物衍生陶瓷路线和压力控制烧结工艺的互补耦合。除了其优异的化学和结晶质量，这些晶体表现出0.43 ns的自由激子寿命，通过时间分辨阴极射线发光测量确定，确认其有趣的光学性质。为了在应用领域更进一步，然后剥离hBN晶体，并且使用所得氮化硼纳米片（BNNSs）来封装过渡金属二硫属化物（TMD）。这种范德华异质结构通过光谱学测试。BNNSs在TMD的发射光谱范围内不发光，4K下激子的光致发光宽度在2-3 meV范围内。所有这些结果表明，这些BNNSs是相关的未来光电应用。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Cathodoluminescence spectroscopy of monolayer hexagonal boron nitride
本研究利用自制阴极发光系统对单层六方氮化硼外延膜进行光谱分析，观察到6.04 eV特征峰，证实其直接带隙特性，为低维材料发射性质研究提供新方法。
2023-05-17 cond-mat.mtrl-sci
First principles investigation of quantum emission from hBN defects
由于发现了稳定的可见光单光子发射体，面元氮化硼（hBN）最近成为室温量子光子学的一个迷人的平台。为了利用这些发射体，有必要清楚地了解它们的原子结构和引起这种单光子发射的相关激发过程。在这里，我们进行密度泛函理论（DFT）和约束DFT计算的范围内的hBN点缺陷，以确定潜在的发射候选人。通过对所考虑缺陷的基态电子结构和激发态的原子结构应用一系列判据，然后计算Huang-Rhys（HR）因子，我们发现CBVN缺陷（其中一个碳原子取代了一个硼原子，而相反的氮原子被去除）是一个潜在的发射源，HR因子为1.66，与实验HR因子一致。我们计算了这种缺陷的光致发光（PL）线的形状，并发现它再现了一些关键功能的实验PL lineeshape。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
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
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
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
