論文の概要: Intersystem Crossing and Exciton-Defect Coupling of Spin Defects in
Hexagonal Boron Nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.02830v2
- Date: Tue, 23 Mar 2021 19:11:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-03 11:20:47.316755
- Title: Intersystem Crossing and Exciton-Defect Coupling of Spin Defects in
Hexagonal Boron Nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素におけるスピン欠陥の系間交差とエキシトン欠陥カップリング
- Authors: Tyler J. Smart, Kejun Li, Junqing Xu, and Yuan Ping
- Abstract要約: 広帯域2Dシステムにおける量子欠陥を正確かつ体系的に設計するための理論的枠組みを確立する。
六方晶窒化ホウ素中のSiVVやTiVVやMoVVのようなスピン量子ビットのような有望な単一光子放出体を同定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3124513975412255
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Despite the recognition of two-dimensional (2D) systems as emerging and
scalable host materials of single photon emitters or spin qubits, uncontrolled
and undetermined chemical nature of these quantum defects has been a roadblock
to further development. Leveraging the design of extrinsic defects can
circumvent these persistent issues and provide an ultimate solution. Here we
established a complete theoretical framework to accurately and systematically
design quantum defects in wide-bandgap 2D systems. With this approach,
essential static and dynamical properties are equally considered for spin qubit
discovery. In particular, many-body interactions such as defect-exciton
couplings are vital for describing excited state properties of defects in
ultrathin 2D systems. Meanwhile, nonradiative processes such as phonon-assisted
decay and intersystem crossing rates require careful evaluation, which compete
together with radiative processes. From a thorough screening of defects based
on first-principles calculations, we identify promising single photon emitters
such as SiVV and spin qubits such as TiVV and MoVV in hexagonal boron nitride.
This work provided a complete first-principles theoretical framework for defect
design in 2D materials.
- Abstract（参考訳）: 2次元(2D)システムは、単一光子エミッタやスピン量子ビットの新規でスケーラブルなホスト材料として認識されているにもかかわらず、これらの量子欠陥の制御されていない化学的性質は、さらなる発展の障害となっている。
極端な欠陥の設計を活用することで、これらの永続的な問題を回避し、究極の解決策を提供することができる。
そこで我々は,広帯域2Dシステムにおける量子欠陥を正確に,体系的に設計するための完全な理論的枠組みを構築した。
このアプローチでは、スピン量子ビット発見に必須な静的および動的性質が等しく考慮される。
特に、欠陥エクシトンカップリングのような多体相互作用は、超薄型2Dシステムにおける欠陥の励起状態特性を記述するのに不可欠である。
一方、フォノン支援崩壊や系間交差率のような非放射過程は、放射過程と競合する注意深い評価を必要とする。
第一原理計算に基づく欠陥の徹底的なスクリーニングから、六方晶窒化ホウ素中のSiVVやTiVV、MoVVのようなスピン量子ビットのような有望な単一光子放出体を同定する。
この研究は、2次元材料における欠陥設計のための完全な第一原理理論フレームワークを提供した。
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