我校郭光灿院士团队在二维材料固态自旋色心畛域得到贫困推崇。该团队李传锋、唐建顺、王轶韬等东谈主与匈牙利魏格纳物理研究中心的Adam Gali莳植研究组合营吉吉影音成人，报谈了六方氮化硼（hexagonal boron nitride，hBN）中一类超亮的具有优异光学性质和自旋性质的单自旋色心，并兑现了对其在室温下的相关操控。该效果5月20日发表在外洋知名期刊《当然•通信》上。
固态自旋色心是兑现量子信息本领的贫困体系之一，相比著名的是金刚石中的NV色心，现在一经在量子臆想、量子传感、量子收集等方面得到贫困推崇。比年来，宽禁带材料hBN被讲明是自旋色心的优秀宿主，由于其二维特质，在低维量子器件制备、近场传感探伤等方面相关于三维体材料有非凡上风，hBN中的自旋色心已成为现时的一个研究热门。
hBN中已发现的自旋色心包括带负电硼空位色心（negatively charged boron vacancy，第四色官网VB-）和几类与碳关系色心。其中VB-色心是hBN中研究最精深的自旋色心。李传锋、唐建顺研究组兑现了基于VB-色心的温度传感[ACS Photonics 8， 1889 (2021)]，并揭示了其电子自旋与核自旋之间的相关耦合和弛豫机制[Nature Communications 13， 5713 (2022)]。然则由于VB-的量子服从极低，于今仍未能发现VB-的单自旋色心。近期也络续报谈了几种与碳关系的单自旋色心，然则未能演示单自旋色心的相关操控。
本执行中，研究组期骗毛细作用劲灵验地分别出了hBN粉末样品中的单个色心，并通过该步调以85%的几率发现了一类超亮的单自旋色心，比此前不雅测单自旋色心步调的几率升迁了21倍。随后研究组表征了其优异的光学性质吉吉影音成人，发光具有显贵的光子反聚束特征，光子辐射率高达25MHz，是现在hBN中已发现单自旋色心中荧光计数最高的。研究组进一步对此单自旋色心进行了室温相关操控，测到了其拉比回荡信号，并进行了自旋回波执行等。这是外洋上初次对hBN中的单自旋色心进行室温自旋操控，迈出了期骗二维材料自旋兑现量子信息应用的贫困一步。为明确该色心的结构，研究组进行了第一性旨趣表面臆想，浪漫标明碳氧掺杂物的复合物可能是这类单自旋色心的着手，CNCB3模子的模拟光谱与光探伤磁共振信号与执行浪漫基本一致。
图：(a)金膜上分别的单个hBN粉末表现图；(b)CNCB3的原子结构图；(c)室温下单自旋色心的光谱信号；(d)单自旋色心的二阶自关系函数测量浪漫；(e)单自旋色心的偏振测量浪漫；(f)单自旋色心的足够功率弧线；(g)单自旋色心的拉比回荡信号。
成都 男同中科院量子信息重心执行室研究生郭耐杰、博士后刘伟、研究生杨远泽、曾晓东和匈牙利维格纳物理研究中心的博士后李颂为论文共同第一作家。该使命得到了科技部、国度当然科学基金委员会、中国科学院和安徽省的守旧。唐建顺感谢中科院青促会和之江执行室绽开课题的守旧。
著述迷惑: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38672-6
（中科院量子信息重心执行室、物理学院、中科院量子信息和量子科技改动研究院、科研部）