研究目的
通过观察室温下磁场依赖的光致发光现象,研究六方氮化硼(h-BN)中光学可寻址自旋缺陷的存在及其特性。
研究成果
研究表明,六方氮化硼(h-BN)在室温下具有磁场依赖的光致发光特性,这表明其中存在可光学调控的自旋缺陷。这一发现拓展了h-BN在量子技术(如自旋电子学和传感领域)的应用潜力,不过仍需进一步实验来验证相关模型并改进材料合成方法。
研究不足
该研究的局限性在于六方氮化硼(h-BN)中量子发射体的异质性——仅有百分之几的发射体表现出磁场依赖性。现有模型未能完全解释所有观测现象(例如零场行为),这可能是由于未考虑超精细相互作用或应变耦合所致。自旋缺陷的可复现制备及其器件集成仍需进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用592纳米连续波激发的共聚焦荧光显微镜观测悬浮h-BN薄片中量子发射体的光致发光(PL)。通过置于测角仪上的钕磁体施加最高890高斯的磁场,利用偏振分辨PL成像和光子自相关测量分析发射特性。
2:样本选择与数据来源:
从商业单晶(HQ graphene)剥离的h-BN薄片悬空于硅基底蚀刻孔上方。样本经氧等离子体清洗和850°C氩气退火处理后,通过扫描电镜成像制备量子发射体。
3:实验设备与材料清单:
设备包括自制共聚焦荧光显微镜、偏振控制半波片、钕磁体、测角仪、扫描电子显微镜(FEI Strata DB235 FIB SEM)、氧气桶式灰化炉(Anatech SCE 108)、光谱仪(普林斯顿仪器IsoPlane 160)、CCD(PIXIS 100)、时间相关单光子计数模块(PicoQuant PicoHarp 300)及长通边缘滤光片(Semrock BLP01-633R-25)。材料包含h-BN薄片、带SiO2的硅基底及光学元件。
4:8)、光谱仪(普林斯顿仪器IsoPlane 160)、CCD(PIXIS 100)、时间相关单光子计数??椋≒icoQuant PicoHarp 300)及长通边缘滤光片(Semrock BLP01-633R-25)。材料包含h-BN薄片、带SiO2的硅基底及光学元件。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:样本安装于旋转台进行面内旋转,在有无磁场条件下获取多角度PL图像。构建差分PL图像以识别场依赖性发射体。采用汉伯里-布朗-特威斯装置测量自相关函数,采集光谱时进行暗计数扣除和宇宙射线剔除。
5:数据分析方法:
采用高斯拟合分析PL强度,经验公式拟合自相关函数(如g(2)(t) = 1 - C1 e^{-|t|/τ1} + C2 e^{-|t|/τ2})并进行背景校正。基于对称性考虑,使用半经典主方程模拟光学动力学过程。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
scanning electron microscope
Strata DB235 FIB SEM
FEI
Imaging samples to create quantum emitters
-
time correlated single-photon counting module
PicoHarp 300
PicoQuant
Measuring photon autocorrelation
-
long pass edge filter
BLP01-633R-25
Semrock
Blocking excitation laser in collection line
-
oxygen barrel asher
SCE 108
Anatech
O2 plasma cleaning of samples
-
spectrometer
IsoPlane 160
Princeton Instruments
Collecting PL spectra
-
CCD
PIXIS 100
Princeton Instruments
Detecting PL spectra
-
h-BN single crystals
HQ graphene
Source material for exfoliated flakes
-
登录查看剩余5件设备及参数对照表
查看全部