論文の概要: Generation of Spin Defects by Ion Implantation in Hexagonal Boron Nitride

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12029v2
• Date: Fri, 14 Jan 2022 11:03:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 20:50:10.042331
• Title: Generation of Spin Defects by Ion Implantation in Hexagonal Boron Nitride
• Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素のイオン注入によるスピン欠陥の発生
• Authors: N.-J. Guo, W. Liu, Z.-P. Li, Y.-Z. Yang, S. Yu, Y. Meng, Z.-A. Wang, X.-D. Zeng, F.-F. Yan, Q. Li, J.-F. Wang, J.-S. Xu, Y.-T. Wang, J.-S. Tang, C.-F. Li and G.-C. Guo
• Abstract要約: 二次元材料のスピン欠陥は、そのアトマティック厚みから量子センシングにおいてユニークな優位性を持つと考えられている。 ここでは、六方晶窒化ホウ素のスピン特性に優れた負のホウ素荷電空孔(V$ _textB- $)をイオン注入により生成できることを実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optically addressable spin defects in wide-bandage semiconductors as promising systems for quantum information and sensing applications have attracted more and more attention recently. Spin defects in two-dimensional materials are supposed to have unique superiority in quantum sensing since their atomatic thickness. Here, we demonstrate that the negatively boron charged vacancy (V$ _\text{B}^{-} $) with good spin properties in hexagonal boron nitride can be generated by ion implantation. We carry out optically detected magnetic resonance measurements at room temperature to characterize the spin properties of V$ _\text{B}^{-} $ defects, showing zero-filed splitting of $ \sim $ 3.47 GHz. We compare the photoluminescence intensity and spin properties of V$ _\text{B}^{-} $ defects generated by different implantation parameters, such as fluence, energy and ion species. With proper parameters, we can create V$ _\text{B}^{-} $ defects successfully with high probability. Our results provide a simple and practicable method to create spin defects in hBN, which is of great significance for integrated hBN-based devices.
• Abstract（参考訳）: 量子情報やセンシング応用の有望なシステムとして、広帯域半導体における光対応可能なスピン欠陥が注目されている。 二次元材料のスピン欠陥は、そのアトマティック厚みから量子センシングにおいてユニークな優位性を持つと考えられている。 ここでは,六方晶窒化ホウ素のスピン特性に優れた負のホウ素荷電空孔 (v$ _\text{b}^{-} $) をイオン注入により生成できることを実証する。 V$ _\text{B}^{-} $ 欠陥のスピン特性を特徴付けるために, 室温で光学的に検出された磁気共鳴測定を行い, ゼロフィルタ分割を$ \sim $ 3.47 GHz とした。 v$ _\text{b}^{-} $ 欠陥の発光強度とスピン特性を比較し, 蛍光, エネルギー, イオン種などの異なる注入パラメータが生成する欠陥について検討した。 適切なパラメータで、v$ _\text{b}^{-} $ 欠陥を高い確率でうまく作成できる。 以上の結果から,hBN のスピン欠陥を簡便かつ実践的に生成する手法が得られた。

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