氮-空缺中心與二維材料之間的光學交互作用

Abstract

鑽石中的一種缺陷-氮空缺中心因在室溫下的光學和自旋特性，具有多種應用在生物學、磁場、電場和量子技術中。二維過渡金屬二硫屬化物因電子和光電特性，而引起了廣泛關注。然而，二維過渡金屬二硫屬化物顯示出低的光致發光量子產率。在這份研究中，我們探討了氮空缺中心和單層二硫化鎢之間的交互作用，因NV-和二硫化鎢的光致發光峰值相距非常接近，使得它們更有機會產生交互作用。藉由在奈米鑽石上轉移單層二硫化鎢，我們證明單層二硫化鎢的光致發光強度增加。我們發現電荷轉移發生在氮空缺中心和單層二硫化鎢之間。在共振頻率下，NV-中的電子處於亞穩態，接著躍遷到二硫化鎢的激發態，隨後電子釋放出光子，導致二硫化鎢的光致發光強度增加。奈米鑽石和單層二硫化鎢的結合提供了基本性能的改進，有利於未來在光電子中的應用，並且為電子自旋轉移的現象開闢了道路。