新加坡国立大学 图显示了观察到的氧间隙相关点缺陷的扫描隧道显微镜图像与从密度泛函理论计算获得的预测图像的比较
指示原子位置(红色:氧，蓝色:钨，绿色:硒)
实验和模拟扫描隧道显微镜图像的细微特征在不同的外加电压范围内非常一致
扫描隧道光谱显示没有能隙态，与理论预测一致
信用:ACS Nano 新加坡国立大学的科学家发现，单层钨二硒化物(WSe2)中的氧间隙使它能够作为量子光学应用的单光子发射器
具有原子级薄蜂窝状晶格的二维(二维)材料最近被实验性地发现用作固相萃取
SPE以单个粒子或光子的形式发光，在量子光学和量子信息处理中发挥着重要作用
使用二维材料(如WSe2)开发的SPE为半导体制造环境中的潜在器件和电路集成提供了灵活性
然而，在WSe2中这些实验发现的固相萃取物的性质并不清楚，这阻碍了它们在量子应用中的潜在用途
新加坡国立大学物理系的苏樱·奎克教授和她的研究团队已经确定，来自WSe2中局域激子态的单光子发射是由于单层二维材料中存在的氧干扰
研究小组结合理论计算和实验方法得出了这个结果
随着对单光子发射的起源有了更好的理解，这些发现将有助于开发使用二维材料的固相萃取器，并提高它们的发射性能
在他们的研究工作中，该团队未能找到密度泛函理论对二氧化硅材料内蕴点缺陷的计算与扫描隧道光谱实验获得的光谱之间的相关性
然后，他们重点研究了与二硫化钨材料相关的氧相关点缺陷
这些缺陷可以在合成过程中或通过环境钝化容易地结合到材料中
通过消除过程，他们发现晶格中与氧间隙相关的缺陷最有可能在实验观察到的光谱位置产生局域激子态
奎克教授说:“这项工作提供了单层WSe2点缺陷的详细研究，并预测了这些缺陷位置上激子的性质和能量
破译单光子发射器的起源将有助于开发使用其他二维材料的量子发射器，用于量子光学应用
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