論文の概要: First-principles Spin and Optical Properties of Vacancy Clusters in Lithium Fluoride

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.21060v1
• Date: Mon, 30 Dec 2024 16:25:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-31 16:04:27.108321
• Title: First-principles Spin and Optical Properties of Vacancy Clusters in Lithium Fluoride
• Title（参考訳）: フッ化リチウムの第一原理スピンと空孔クラスターの光学特性
• Authors: Mariano Guerrero Perez, Keegan Walkup, Jordan Chapman, Pranshu Bhaumik, Giti Khodaparast, Brenden Magill, Patrick Huber, Vsevolod Ivanov,
• Abstract要約: フッ化リチウムにおける原子価クラスターの色中心は1世紀以上にわたって詳細に研究されてきた。 これらの色中心は量子情報科学の応用のための魅力的な候補プラットフォームである。 我々はフッ化リチウムの共通空孔欠陥のハイブリッド関数計算を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.48358859777363
• License:
• Abstract: Vacancy-cluster color centers in lithium fluoride have been studied in detail both theoretically and experimentally for over a century, giving rise to various applications in solid-state lasers, broadband photonic devices, and radiation dosimeters. These color centers are also attractive candidate platforms for applications in quantum information science, due to their spin properties and strong coupling to the crystal lattice, which allows their properties to be easily tuned. Here we present hybrid functional calculations of common vacancy defects in lithium fluoride, including their energetic, spin, and optical properties. We show that for a wide range of hybrid functional parameters tuned to match the experimental band gap, certain defects have little variation in their predicted optical properties. We further demonstrate that the parameters needed to satisfy the generalized Koopman's theorem and correctly position defect levels within the gap, can vary dramatically, even for different charge states of the same defect. Our work establishes the accuracy of the computationally lightweight hybrid-functional approach for predicting the optical and energetic properties of color centers in polar materials.
• Abstract（参考訳）: フッ化リチウムの原子価クラスター色中心は、理論上も実験上も1世紀以上にわたって詳細に研究され、固体レーザー、ブロードバンドフォトニックデバイス、放射線線量計に様々な応用がもたらされた。 これらの色中心は、スピン特性と結晶格子との強い結合のため、量子情報科学の応用のための魅力的な候補プラットフォームでもある。 ここでは、そのエネルギー、スピン、光学特性を含むフッ化リチウムの共通空孔欠陥のハイブリッド関数計算について述べる。 実験帯域ギャップに合わせるように調整された幅広いハイブリッド機能パラメータに対して、特定の欠陥は予測された光学特性にほとんど変化がないことを示す。 さらに、一般化されたクープマンの定理を満足し、ギャップ内の欠陥レベルを正しく決めるために必要なパラメータが、同じ欠陥の異なる電荷状態であっても、劇的に変化することを示した。 本研究は,極性材料における色中心の光学的およびエネルギー的特性を予測するために,計算的に軽量なハイブリッド機能アプローチの精度を確立するものである。

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