論文の概要: Deformation-Driven Enhancement of Spin Defect Emission in Hexagonal Boron Nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.00912v1
- Date: Sun, 31 Aug 2025 15:53:47 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-04 15:17:03.457073
- Title: Deformation-Driven Enhancement of Spin Defect Emission in Hexagonal Boron Nitride
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素におけるスピン欠陥放出の変形誘起促進
- Authors: Jianpei Geng, Xuankai Zhou, Nils Gross, Song Li, Yan Tung Kong, Jixing Zhang, Guodong Bian, San Lam Ng, Cheng-I Ho, Andrej Denisenko, Rainer Stöhr, Ruoming Peng, Jurgen Smet, Jörg Wrachtrup,
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素 (hBN) における負電荷のホウ素空孔 (VB-) について検討した。
本稿では,hBNの懸濁領域におけるVB中心から最大30倍の発光増強効果を報告した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.275599623445882
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The negatively charged boron vacancy (VB-) in hexagonal boron nitride (hBN) has been extensively investigated as it offers a novel playground for two-dimensional quantum sensing, with ultimate proximity to target samples. However, its practical sensitivity is limited by the intrinsically weak photoluminescence of the spin ensemble. Here, we report a photoluminescence enhancement of up to 30 times from VB- centers in suspended regions of hBN compared to those in substrate-supported areas. The key spin properties, such as the optically detected magnetic resonance (ODMR) contrast and linewidth, as well as the spin lifetime, of the VB- centers in this region are well preserved. Detailed investigations, including measurements of zero-field ODMR, Raman spectroscopy, and Kelvin probe force microscopy, reveal a correlation between emission enhancement and local deformation in the sample. It is concluded that the suspended regions exhibit higher local deformation compared to the supported areas, breaking the local symmetry and thereby activating otherwise forbidden or weak optical transitions of the VB- centers.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素 (hBN) における負電荷のホウ素空孔 (VB-) は、標的試料に極端に近接する2次元量子センシングのための新しい遊び場として広く研究されている。
しかし、その実用感度はスピンアンサンブルの本質的に弱いフォトルミネッセンスによって制限される。
ここでは, 基板支持領域と比較して, hBNの懸濁領域のVB中心から最大30倍の発光向上を報告した。
光検出磁気共鳴(ODMR)コントラストや線幅、この領域のVB中心のスピン寿命といった重要なスピン特性はよく保存されている。
ゼロフィールドODMR、ラマン分光法、ケルビンプローブ力顕微鏡などの詳細な研究により、試料の放出促進と局所的な変形の相関が明らかになった。
その結果, 懸濁領域は支持領域よりも高い局所変形を示し, 局所対称性を破り, VB中心の光学遷移を阻害し, 弱い光遷移を活性化することがわかった。
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