論文の概要: Placement-driven reversal of preferred spin alignment in monolayer hBN vacancy pairs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.33714v1
• Date: Sun, 27 Sep 2026 16:17:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-04 17:26:38.89652
• Title: Placement-driven reversal of preferred spin alignment in monolayer hBN vacancy pairs
• Title（参考訳）: 単層hBN空孔対における好ましいスピンアライメントの配置駆動逆転
• Abstract要約: 1つの空孔を1つの格子ベクトルで移動させることが好みを逆転させ、7.5アングストローム対は50.7 meVの反平行アライメントを好む。 これらの結果は、相互作用する欠陥の配置に敏感な状態を特定し、原子間化合物中のスピン中心の結合を研究するための顕微鏡基盤を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The negatively charged boron vacancy is an optically addressable spin centre in hexagonal boron nitride (hBN), but bringing two vacancies together introduces electronic interactions absent from the isolated-defect picture. Here we use density-functional theory at total charge q = -2 to show that atomic-scale placement reverses the preferred collinear spin alignment in monolayer hBN. Among seven configurations, the closest pair, separated by 4.3 angstrom, favours parallel alignment by 27.6 meV within the semilocal approximation. Moving one vacancy by a single lattice vector reverses the preference, and a 7.5 angstrom pair favours antiparallel alignment by 50.7 meV. Numerical controls change these two reference splittings by less than 1 meV; hybrid-functional calculations retain their signs while substantially changing their magnitudes. Local distortions connect the antiparallel preference at 7.5 angstrom to changes in vacancy-state hybridization along an intervening atomic chain. The closest pair instead exhibits a contact-localized spin-density contrast and constrained angular energies that depart from the bilinear Heisenberg form. These results identify a placement-sensitive regime of interacting defects and provide a microscopic foundation for investigating coupled spin centres in atomically thin materials.
• Abstract（参考訳）: 負電荷のホウ素空孔は、六方晶窒化ホウ素(hBN)の光学的に対応可能なスピン中心であるが、2つの空孔を結合させることで、孤立した欠陥像から欠く電子的相互作用をもたらす。 ここでは、全電荷 q = -2 における密度汎関数理論を用いて、原子スケール配置が単層 hBN において好ましいコリナースピンアライメントを逆転させることを示す。 7つの構成のうち、最も近いペアは4.3アングストロームで分離され、半局所近似で27.6 meVの並列アライメントを好む。 1つの空孔を1つの格子ベクトルで移動させることが好みを逆転させ、7.5アングストローム対は50.7 meVの反平行アライメントを好む。 数値制御はこれら2つの参照分割を1 meV未満で変更する。 局所歪みは、7.5アングストロームでの反平行選好と、介在する原子鎖に沿った空孔-状態の混成の変化を結びつける。 その代わりに、最も近いペアは接触局所化されたスピン密度のコントラストと、双線型ハイゼンベルク形式から離れる制約付き角エネルギーを示す。 これらの結果は、相互作用する欠陥の配置に敏感な状態を特定し、原子間化合物中のスピン中心の結合を研究するための顕微鏡基盤を提供する。

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