中国科技大学实现了室温下固态自旋色心二维材料的相关控制
科技日报记者 吴长锋。中国制 记者24日从中国科技大学获悉,科技郭光灿院士团队李传锋、大学的相唐建顺、实现室温王一涛等与合作伙伴合作,下固旋色心发现六方氮化硼(hBN)具有优异光学性能和自旋性能的态自单自旋色心,实现了室温下的材料相关控制。研究成果最近发表在国际期刊《自然通讯》上。关控 固态自旋色心是中国制实现量子信息技术的重要系统之一。它以金刚石中的科技NV色心而闻名,在量子计算、大学的相量子传感、实现室温量子网络等方面取得了重要进展。下固旋色心近年来,态自宽禁带材料HBN被证明是材料自旋色心的优秀宿主。由于其二维特性,HBN中的自旋色心在低维量子设备制备和近场传感检测方面具有特殊优势。 HBN中发现的自旋色心包括带负电硼空位色心(VB-)与碳相关的几种色心。但由于VB-量子效率极低,到目前为止还没有发现VB-单自旋色心。最近也陆续报道了几种与碳相关的单自旋色心,但未能演示单自旋色心的相关控制。 中国科技大学供图。 研究小组利用毛细作用力有效地将hBN粉末样品中的单色心分离出来,并以85%的概率发现了一种超亮单色心,比之前观察单色心方法的概率提高了21倍。随后,研究小组对其优异的光学性能进行了表征,具有明显的光子反聚束特性,光子发射率高达25mHz,是目前hBN中发现的单旋色心中荧光计数最高的。研究小组进一步控制了单自旋色心的室温,测量了其拉比振荡信号,并进行了自旋回波实验。 这一结果是国际上首次在室温下控制HBN中的单自旋色心,迈出了利用二维材料实现量子信息应用的重要一步。
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