0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

二维材料系统可实现单光子发射器和自旋量子比特

ExMh_zhishexues 来源:知社学术圈 作者:知社学术圈 2021-06-09 11:52 次阅读

二维材料系统可实现单光子发射器和自旋量子比特,为新型量子现象和威廉希尔官方网站 应用开辟了一个崭新的舞台。例如,二维六方氮化硼结构可容纳稳定的单光子发射器和自旋三重态缺陷结构,因而引起了人民的广泛关注。

然而,这些量子缺陷的不可控性及化学性质的不确定性阻碍了其进一步发展。通过引入能精确调控的外部缺陷,可以弥补量子缺陷化学性质的不确定性问题。

来自美国加州大学戴维斯分校物理系的Ping Yuan教授,提出了一套完整的理论框架来识别宽带隙二维材料系统中的量子缺陷,可用于单光子发射体和自旋比特的设计。他们通过用第一性原理方法计算了h-BN材料系统的缺陷能量,确定了具有三重态的缺陷结构,通过分析次级量子自旋的零场分裂,对相关能级进行了控制。

此外,根据缺陷跃迁和辐射寿命,他们筛选出了h-BN中潜在的单光子发射器缺陷结构。该理论框架考虑了缺陷-激子耦合等多体相互作用,并计算了每个缺陷的电子结构和光谱。通过考虑Huang-Rhys近似之外的声子波函数重叠,作者开发了一种计算非辐射系统间交叉速率的方法。这项工作为二维材料中缺陷设计提供了一套完整的第一性原理理论框架,并为二维材料在量子信息科学中的应用提供了参考。

该文近期发表于npj Computational Materials 7: 59 (2021),英文标题与摘要如下。

Despite the recognition of two-dimensional (2D) systems as emerging and scalable host materials of single-photon emitters or spin qubits, the uncontrolled, and undetermined chemical nature of these quantum defects has been a roadblock to further development. Leveraging the design of extrinsic defects can circumvent these persistent issues and provide an ultimate solution.

Here, we established a complete theoretical framework to accurately and systematically design quantum defects in wide-bandgap 2D systems. With this approach, essential static and dynamical properties are equally considered for spin qubit discovery.

In particular, many-body interactions such as defect–exciton couplings are vital for describing excited state properties of defects in ultrathin 2D systems. Meanwhile, nonradiative processes such as phonon-assisted decay and intersystem crossing rates require careful evaluation, which competes together with radiative processes.

From a thorough screening of defects based on first-principles calculations, we identify promising single-photon emitters such as SiVV and spin qubits such as TiVV and MoVV in hexagonal boron nitride. This work provided a complete first-principles theoretical framework for defect design in 2D materials.

编辑:jq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 发射器
    +关注

    关注

    6

    文章

    849

    浏览量

    53472
  • 函数
    +关注

    关注

    3

    文章

    4331

    浏览量

    62618
  • 单光子
    +关注

    关注

    0

    文章

    19

    浏览量

    8085
  • 二维材料
    +关注

    关注

    0

    文章

    41

    浏览量

    5535

原文标题:npj: 二维材料中量子缺陷—理论设计框架

文章出处:【微信号:zhishexueshuquan,微信公众号:知社学术圈】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    中国科大实现耦合高度可调的二维硅基量子点阵列

    进展。该团队郭国平教授、王保传特任副研究员等人与本源量子计算有限公司合作,成功研制出一种具有高度耦合可调的二维硅基量子点阵列,首次在硅量子点阵列中
    的头像 发表于 12-03 06:24 149次阅读
    中国科大<b class='flag-5'>实现</b>耦合高度可调的<b class='flag-5'>二维</b>硅基<b class='flag-5'>量子</b>点阵列

    AFM | 二维材料MXene的光电转换与储能进展

    研究背景随着威廉希尔官方网站 的迅速发展和对石墨烯等二维材料光电性质的发现,人们对除石墨烯之外的其他二维平面材料的研究越来越引起关注。这些材料包括过渡金属
    的头像 发表于 11-11 01:01 389次阅读
    AFM | <b class='flag-5'>二维</b><b class='flag-5'>材料</b>MXene的光电转换与储能进展

    麻省理工学院对光子集成的量子发射器的光谱特性研究

    有待解决,因此世界各地的研究者都在积极研究。例如,集成用于通信、计算、信息处理和量子增强传感的量子测量协议需要有源光子量子光源,其中,
    的头像 发表于 11-08 06:25 168次阅读
    麻省理工学院对<b class='flag-5'>光子</b>集成的<b class='flag-5'>量子</b><b class='flag-5'>发射器</b>的光谱特性研究

    labview按行读取二维数组之后再按读取顺序重新组成二维数组如何实现

    labview用了index Array按索引一行行读取二维数组之后想再按读取顺序重新组成一个二维数组如何实现,即第一次读取的作为第一行,第次读取的作为第
    发表于 10-25 21:06

    【《计算》阅读体验】量子计算

    ,达到72 个量子比特,即 2^72时,就能建立起针对经典计算的量子霸权。2020年12月,中国的潘建伟、陆朝阳团队制造的量子计算机“九章
    发表于 07-13 22:15

    二维材料 ALD 的晶圆级集成变化

    , ForLab PICT2DES)项目旨在实现晶圆级微电子和微系统威廉希尔官方网站 的高级应用。二维(2D)材料(比如过渡金属硫化物 (TMD))所具有的独特光学、热学和机械特性,在不断发展的微技
    的头像 发表于 06-24 14:36 297次阅读
    <b class='flag-5'>二维</b><b class='flag-5'>材料</b> ALD 的晶圆级集成变化

    威廉希尔官方网站 |二维PDOA平面定位方案

    一、方案概述二维平面定位系统,采用UWB定位威廉希尔官方网站 ,精度可到30cm。通过PDOA算法,实现基站二维
    的头像 发表于 06-04 14:53 935次阅读
    威廉希尔官方网站
|<b class='flag-5'>二维</b>PDOA平面定位方案

    我国学者首次实现基于数百离子二维阵列的单点分辨的量子模拟器

    近日,来自清华大学/合肥国家实验室的段路明团队成功实现了512个离子的二维阵列的稳定束缚及300个离子的相干量子操纵与模拟。
    的头像 发表于 05-30 15:26 366次阅读

    胶体量子点和二维材料异质结光电探测应用综述

    量子点中存在大量缺陷,这会导致电荷迁移率低,不利于载流子的分离和转移,从而降低了基于量子点的器件性能。与之相反,二维材料( 2D ),如石墨烯、黑磷( BP )和过渡金属
    的头像 发表于 05-19 09:11 1403次阅读
    胶体<b class='flag-5'>量子</b>点和<b class='flag-5'>二维</b><b class='flag-5'>材料</b>异质结光电探测<b class='flag-5'>器</b>应用综述

    英特尔在扩展硅基量子处理领域取得重大突破

    英特尔在《自然》杂志发表题为《检测300毫米自旋量子比特晶圆上的电子器件》的研究论文,展示了领先的自旋
    的头像 发表于 05-17 18:21 986次阅读

    锁相放大器OE1022应用在二维铁磁自旋相关性的测量

    二维铁磁Cr2Ge2Te6和Cr2Si2Te6以及反铁磁MnBi2Te4的磁场-温度相图和自旋-自旋相关性进行了研究和比较。Cr2Ge2Te6和Cr2Si2Te6的相图表明,对于 H║c轴和ab平面构型,在居里温度附近存在一个三
    的头像 发表于 04-15 06:33 365次阅读
    锁相放大器OE1022应用在<b class='flag-5'>二维</b>铁磁<b class='flag-5'>自旋</b>相关性的测量

    什么是光子探测

      光子探测(SPD)是一种超低噪声器件,增强的灵敏度使其能够探测到光的小能量量子——光子
    的头像 发表于 03-29 06:34 707次阅读

    量子

    当我们谈论量子计算机时,通常是在讨论一种利用量子力学原理进行计算的全新计算机系统。与传统的计算机使用进制位(0和1)来表示数据不同,量子
    发表于 03-13 18:18

    量子计算机重构未来 | 阅读体验】+ 了解量子叠加原理

    )的状态,由瑞士物理学家费利克斯·布洛赫(Felix Bloch)在1929年提出。布洛赫球是一个单位二维球面 (注意:只是球面而非球体)。 在布洛赫球上,一个量子比特的状态可以用一
    发表于 03-13 17:19

    通过TriVista高分辨率光谱测量系统测量量子材料的精细结构和自旋相互作用

    背景 德国多特蒙德工业大学的Jörg Debus团队致力于研究在具备应用潜力材料中的光量子信息处理、量子传感等。该团队主要研究光场下材料的精细结构,如
    的头像 发表于 03-11 06:34 301次阅读
    通过TriVista高分辨率光谱测量<b class='flag-5'>系统</b>测量<b class='flag-5'>量子</b><b class='flag-5'>材料</b>的精细结构和<b class='flag-5'>自旋</b>相互作用