Катодолюминесценция углеродсодержащих дефектов в гексагональном нитриде бора

В УФ области спектра люминесценции гексагонального нитрида бора присутствует полоса с максимумом около 4.1 эВ, связываемая с точечными дефектами, которые могут играть роль источников одиночных фотонов. В ряде работ, как теоретических, так и экспериментальных, было показано, что данная полоса может быть связана с примесью углерода. На основании этого факта в нашей лаборатории было предложено использовать локальное осаждение углеродсодержащего материала на поверхность нитрида бора для внедрения примеси углерода посредством диффузии с поверхности.

В результате локального осаждения индуцированного электронным пучком, было получено увеличение интенсивности полосы люминесценции с максимумом 4.1 эВ, причем это усиление люминесценции наблюдалось только в области, подвергнутой локальному осаждению углерода. Полученные результаты подтверждают перспективность метода локального осаждения электронным пучком для создания точечных источников излучения. Подробности эксперимента опубликованы в нашей работе:

.

Люминесценция гексагонального нитрида бора

Гексагональный нитрид бора (h-BN) является одним из перспективных материалов для создания источников одиночных фотонов, играющих ключевую роль в квантовой информатике и криптографии. Такие источники могут быть получены посредством управляемого внедрения отдельных точечных дефектов в данный материал. 

В спектре люминесценции гексагонального нитрида бора наблюдаются полосы в видимом диапазоне с максимумами около 2 эВ и 4.1 эВ, связанные с точечными дефектами, а также полоса с максимумом около 5.8 эВ, соответствующая зона-зонным переходам. Все перечисленные полосы содержат основной пик и несколько фононных повторений, которые хорошо разрешаются при низких температурах.

Полосы, связанные с точечными дефектами, представляются перспективными для дальнейшего использования в однофотонных источниках. Для управляемого внедрения соответствующих точечных дефектов могут применяться методы локального облучения сфокусированным электронным или ионным пучком, а также внедрение примеси из осаждаемого электронным пучком слоя.