論文の概要: Ultrafast phonon-mediated dephasing of color centers in hexagonal boron nitride probed by electron beams
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.09879v1
- Date: Mon, 15 Apr 2024 15:48:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-17 21:47:37.202450
- Title: Ultrafast phonon-mediated dephasing of color centers in hexagonal boron nitride probed by electron beams
- Title（参考訳）: 超高速フォノンによる六方晶窒化ホウ素の電子ビームによる発色中心の劣化
- Authors: Masoud Taleb, Paul Bittorf, Mximilian Black, Mario Hentschel, Wilfried Sigle, Benedikt Haas, Christoph Koch, Peter A. van Aken, Harald Giessen, Nahid Talebi,
- Abstract要約: ヘキサゴナル窒化ホウ素における電子フォノン結合とフォノンを介する発色中心の脱落のダイナミクスについて検討した。
室温では,200 fsの超高速脱落時間と約585 fsの放射崩壊を実証した。
この挙動は、六方晶窒化ホウ素のコヒーレントフォノン分極の効率的な電子ビーム励起に起因する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.45502337445953184
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Defect centers in hexagonal boron nitride have been extensively studied as room temperature single photon sources. The electronic structure of these defects exhibits strong coupling to phonons, as evidenced by the observation of phonon sidebands in both photoluminescence and cathodoluminescence spectra. However, the dynamics of the electron phonon coupling as well as phonon mediated dephasing of the color centers in hexagonal boron nitride remain unexplored. Here, we apply a novel time resolved CL spectroscopy technique to explore the population decay to phonon states and the dephasing time T2 with sub femtosecond time resolution. We demonstrate an ultrafast dephasing time of only 200 fs and a radiative decay of about 585 fs at room temperature, in contrast with all optical time resolved photoluminescence techniques that report a decay of a few nanoseconds. This behavior is attributed to efficient electron-beam excitation of coherent phonon polaritons in hexagonal boron nitride, resulting in faster dephasing of electronic transitions. Our results demonstrate the capability of our sequential cathodoluminescence spectroscopy technique to probe the ultrafast dephasing time of single emitters in quantum materials with sub femtosecond time resolution, heralding access to quantum path interferences in single emitters coupled to their complex environment.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素の欠陥中心は室温単光子源として広く研究されている。
これらの欠陥の電子構造はフォノンと強い結合を示し、フォノン側バンドはフォトルミネッセンスとカソードルミネッセンスの両方で観察される。
しかし、電子フォノン結合のダイナミクスとフォノンによる六方晶窒化ホウ素の発色中心の劣化は未解明のままである。
ここでは, 時間分解CL分光法を適用して, サブフェムト秒時間分解能を持つフォノン状態とデファス化時間T2の集団崩壊を探索する。
数ナノ秒の崩壊を報告したすべての光学時間分解フォトルミネッセンス技術とは対照的に,200 fsの超高速脱落時間と約585 fsの放射崩壊を室温で示す。
この挙動は、六方晶窒化ホウ素のコヒーレントフォノン分極の効率的な電子ビーム励起によるものであり、電子遷移の速度の低下をもたらす。
本研究は, 連続カソードルミネッセンス分光法を用いて, サブフェムト秒時間分解能を持つ量子材料における単一エミッタの超高速劣化時間を探索し, 複雑な環境に結合した単一エミッタにおける量子路干渉へのアクセスを予測した。
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