論文の概要: Quantum Emission from Coupled Spin Pairs in Hexagonal Boron Nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.13515v2
- Date: Mon, 9 Sep 2024 06:49:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-11 01:05:18.000829
- Title: Quantum Emission from Coupled Spin Pairs in Hexagonal Boron Nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素のスピン対からの量子放出
- Authors: Song Li, Anton Pershin, Adam Gali,
- Abstract要約: 広帯域ギャップ材料における光学的に対応可能な欠陥量子ビットは、室温量子情報処理の候補として好ましい。
二次元六方晶窒化ホウ素(hBN)は、量子メモリで明るい量子エミッタをホストする大きなポテンシャルを持つ魅力的な固体プラットフォームである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.1020458874018795
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optically addressable defect qubits in wide band gap materials are favorable candidates for room temperature quantum information processing. The two-dimensional (2D) hexagonal boron nitride (hBN) is an attractive solid state platform with a great potential for hosting bright quantum emitters with quantum memories with leveraging the potential of 2D materials for realizing scalable preparation of defect qubits. Although, room temperature bright defect qubits have been recently reported in hBN but their microscopic origin, the nature of the optical transition as well as the optically detected magnetic resonance (ODMR) have been remained elusive. Here we connect the variance in the optical spectra, optical lifetimes and spectral stability of quantum emitters to donor-acceptor pairs (DAP) in hBN by means of ab initio calculations. We find that DAPs can exhibit ODMR signal for the acceptor counterpart of the defect pair with S=1/2 ground state at non-zero magnetic fields depending on the donor partner. The donor-acceptor pair model and its transition mechanisms provide a recipe towards defect qubit identification and performance optimization in hBN for quantum applications.
- Abstract（参考訳）: 広帯域ギャップ材料における光学的に対応可能な欠陥量子ビットは、室温量子情報処理の候補として好ましい。
2次元(2次元)ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)は、量子メモリで明るい量子エミッタをホストし、2次元材料のポテンシャルを利用して欠陥量子ビットのスケーラブルな調製を実現する、魅力的な固体プラットフォームである。
室温の明るい欠陥量子ビットは近年hBNで報告されているが、その微視的起源は、光学遷移の性質と光学的に検出された磁気共鳴(ODMR)の性質が解明されていない。
ここでは、光スペクトルのばらつき、光寿命および量子エミッタのスペクトル安定性を、アブイニシアト計算を用いてhBN内のドナー・アクセプター対(DAP)に結合する。
DAPは、ドナーパートナーに依存しない非ゼロ磁場において、S=1/2基底状態の欠陥対のアクセプター対に対してODMR信号を示すことができる。
ドナー・アクセプターペアモデルとその遷移機構は、量子アプリケーションのためのhBNにおける欠陥量子ビット識別と性能最適化のためのレシピを提供する。
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