替代氧作为六方氮化硼中3.5 eV发光的来源

尽管在六方氮化硼（hBN）中表现出单光子发射的点缺陷引起了相当大的兴趣，但对hBN中缺陷物理和化学的更广泛理解仍然有限，可能会妨碍进一步的发展。氧是hBN中最常见的杂质之一，许多研究报告称在氧掺杂后发光（PL）带明显集中在3.5 eV附近，但其微观起源依然未解决。在这里，我们证明这种发射源自中性氧取代氮（ON）捕获空穴，它在光激发下作为复合中心。转变机制并不简单，不仅涉及电荷状态的变化，还涉及显著的结构重构：当带正电的缺陷采用高对称的面内几何形状时，中性状态在低对称的构型中稳定下来，该构型以氧原子的面外位移及其相邻的硼原子为特征。与空穴捕获伴随的强晶格松弛使发射能量远低于5.09 eV的零声子线能量。计算得到的发光谱形成一个宽发射带，峰值为3.66 eV，全宽半最大（FWHM）为0.69 eV，与实验观察到的氧掺杂hBN中的峰位置和线形非常吻合.