完美视角下的水晶瑕疵

科技

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2015年，科学家们在一种叫做氮化硼的材料中发现了单光子发射器（SPEs），这些微小的结构对于量子技术的发展具有巨大重要性。然而，由于高成本和难以集成到复杂设备中，许多含有SPEs的材料难以在大规模制造中实际应用。

氮化硼因其层状结构和易于操纵而受到广泛关注，并在各种量子领域和技术中得到了应用。但是，SPEs出现在氮化硼中是由于其晶体结构的缺陷，但这些缺陷的形成和功能机制一直以来都很难捉摸。

在Nature Materials上发表的一项新研究揭示了氮化硼的属性，为先前关于该材料中SPEs起源的研究提供了新的见解。这项研究是由CUNY ASRC的Advanced Science Research Center、布鲁克海文国家实验室的NSLS-II用户设施和国家材料科学研究所共同进行的。

通过基于X射线散射和光谱学的先进技术，研究团队发现了一个基本的能量激发，产生的谐波电子态引发了单光子的生成，类似于音乐谐波在多个八度产生音符的方式。这些谐波与全球范围内的实验观察到的SPEs的能量相关联，并提供了对先前发现的变异性的解释。

这项工作不仅对氮化硼具有重要意义，还为研究其他含有SPEs材料中的缺陷奠定了基础。了解氮化硼中的量子发射有助于推动量子信息科学和技术的发展，促进安全通信和强大计算的实现。

这项研究得到了LDRD、DOE量子信息科学FWP、DOE BES和DOE ECA的资助。CUNY方面的工作得到了美国国家科学基金会（NSF）、CUNY研究生中心物理项目、CUNY高级科学研究中心和CUNY研究基金会的支持。

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