論文の概要: A first-principles calculation of electron-phonon interactions for the $\text{C}_2\text{C}_\text{N}$ and $\text{V}_\text{N}\text{N}_\text{B}$ defects in hexagonal boron nitride

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.14411v1
• Date: Thu, 28 Jul 2022 23:31:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-03 04:44:41.511817
• Title: A first-principles calculation of electron-phonon interactions for the $\text{C}_2\text{C}_\text{N}$ and $\text{V}_\text{N}\text{N}_\text{B}$ defects in hexagonal boron nitride
• Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素における$\text{C}_2\text{C}_\text{N}$および$\text{V}_\text{N}\text{N}_\text{B}$欠陥に対する電子-フォノン相互作用の第一原理計算
• Authors: Kenneth Sharman, Omid Golami, Stephen Wein, Hadi Zadeh-Haghighi, Claudia Gomes da Rocha, Alexander Kubanek, Christoph Simon
• Abstract要約: 2次元ヘキサゴナル窒化ホウ素(h-BN)の量子放出体は大きな関心を集めている。 室温におけるh-BNフレークから放出されるフーリエ変換(FT)制限光子の最近の観測
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum emitters in two-dimensional hexagonal boron nitride (h-BN) have generated significant interest due to observations of ultra-bright emission made at room temperature. The expectation that solid-state emitters exhibit broad zero-phonon lines at elevated temperatures has been put in question by recent observations of Fourier transform (FT) limited photons emitted from h-BN flakes at room temperature. The mechanism responsible for the narrow lines has been suggested to be a mechanical decoupling from in-plane phonons due to an out-of-plane distortion of the emitter's orbitals. All decoupled emitters produce photons that are directed in-plane, suggesting that the dipoles are oriented perpendicular to the h-BN plane. Motivated by the promise of an efficient and scalable source of indistinguishable photons that can operate at room temperature, we have developed an approach using density functional theory (DFT) to determine the electron-phonon coupling for defects that have in- and out-of-plane transition dipole moments. Our DFT calculations reveal that the $\text{C}_2 \text{C}_\text{N}$ defect has an in-plane transition dipole moment, and that of the $\text{V}_\text{N} \text{N}_\text{B}$ defect is perpendicular to the plane. We exploit the two-dimensional framework recently implemented in \texttt{QUANTUM ESPRESSO} to determine both the phonon density of states and the electron-phonon matrix elements associated with the h-BN defective structures. We find no indication that an out-of-plane transition dipole is sufficient to obtain FT-limited photons at room temperature. Our work also provides direction to future DFT software developments and adds to the growing list of calculations relevant to researchers in the field of solid-state quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 2次元の六方晶窒化ホウ素(h-BN)の量子放出体は、室温での超明るい発光の観測により大きな関心を集めている。 h-bnフレークから室温で放出されるフーリエ変換(ft)制限光子の最近の観測により、固体エミッタが高温で広いゼロフォノン線を示すと期待されている。 狭い線に責任を負うメカニズムは、エミッタの軌道の面外歪みによる面内フォノンからの機械的疎結合であることが示唆されている。 すべての分離エミッターは、平面内向きの光子を生成し、双極子がh-bn平面と垂直方向にあることを示唆する。 室温で動作可能な高効率でスケーラブルな光子の源として期待され、密度汎関数理論(DFT)を用いて、面内および面外遷移双極子モーメントを有する欠陥に対する電子-フォノン結合を決定するアプローチを開発した。 我々の DFT 計算によると、$\text{C}_2 \text{C}_\text{N}$ 欠陥は平面上の遷移双極子モーメントを持ち、$\text{V}_\text{N} \text{N}_\text{B}$ 欠陥は平面に垂直である。 我々は最近,h-BN欠陥構造に関連する状態のフォノン密度と電子-フォノン行列要素の両方を決定するために,texttt{QUANTUM ESPRESSO}で実装された2次元フレームワークを利用する。 面外遷移双極子が室温でFT制限光子を得るのに十分であることを示すものはない。 我々の研究は、将来のDFTソフトウェア開発への方向性も提供し、固体量子情報処理の分野における研究者の計算の増大リストに追加します。

関連論文リスト

• Distinguishing erbium dopants in Y$_2$O$_3$ by site symmetry: \textit{ ab initio} theory of two spin-photon interfaces [0.0]
  エルビウム(Er)をドープしたイットリア(Y$4$O$_3$)の欠陥形成と電子構造に関する第一原理的研究を示す。 これは、量子情報科学におけるスピン光子インターフェースの新たな材料であり、Erドーパントからの細い光線幅の放出によるものである。 我々は、中性、負、正電荷のErドーパントの生成エネルギーを計算し、電荷中性配置が最も安定であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-25T16:42:27Z)
• Spin Current Density Functional Theory of the Quantum Spin-Hall Phase [59.50307752165016]
  スピン電流密度汎関数理論を量子スピンハル相に適用する。 我々は、SCDFTの電子-電子ポテンシャルにおけるスピン電流の明示的な説明が、ディラックコーンの出現の鍵であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-29T20:46:26Z)
• Quantum density matrix theory for a laser without adiabatic elimination of the population inversion: transition to lasing in the class-B limit [62.997667081978825]
  B級量子密度行列モデルは、統一理論におけるコヒーレンスと光子相関を正確に記述することができない。 ここでは、一般クラスBレーザーに対する密度行列の理論的アプローチを行い、光子のフォック基底におけるフォトニックおよび原子還元密度行列の閉方程式を提供する。 このモデルは、クラスBレーザーデバイスにおける数光子分岐と非古典光子相関の研究を可能にし、コヒーレント結合ナノレーザーアレイの量子記述を活用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T16:33:51Z)
• $\textit{Ab initio}$ and group theoretical study of properties of the $\text{C}_\text{2}\text{C}_\text{N}$ carbon trimer defect in h-BN [0.0]
  六方晶窒化ホウ素(h-BN)は量子情報処理のための有望なプラットフォームである。 近年の研究では、炭素トリマーがh-BNの可視スペクトル範囲における単一光子放出の原因である可能性が示唆されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-18T21:27:20Z)
• Engineering the Radiative Dynamics of Thermalized Excitons with Metal Interfaces [58.720142291102135]
  平面金属界面近傍のTMDCにおける励起子の発光特性を解析した。 点双極子の場合に対する放出の抑制または増強は、数桁のオーダーで達成される。 ナノスケールの光学キャビティは、TMDCの長寿命エキシトン状態を生成するための有効な経路である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-11T19:40:24Z)
• Hybridized defects in solid-state materials as artificial molecules [0.0]
  本稿では, 固体中の人工分子の形成について紹介し, 量子光電子物質の制御における新たな自由度を導入する。 面欠陥対 CH$_textrmB$-CH$_textrmB$ と面欠陥対 C$_textrmB$-C$_textrmB$ のエネルギーを計算する。 我々は、C$_textrmB$とV間の距離を変化させることで、この化学自由度の応用を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-16T19:00:02Z)
• Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
  分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。 ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。 この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z)
• Mechanical Decoupling of Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride from Low-Energy Phonon Modes [52.77024349608834]
  六方晶窒化ホウ素 (hBN) の量子放出体は, 最近, 室温のフーリエ変態限界に従って均一な直線幅を持つことが報告された。 この異常な観測は、hBNホスト物質の2つの平面の間にエミッターが配置されている場合に発生する、面内フォノンモードからの分離に遡る。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-22T20:00:49Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。