Nat. Comput. Sci.综述：二维材料中量子缺陷的计算设计

第一作者：Yuan Ping

通讯作者：Yuan Ping

通讯单位：加州大学圣克鲁兹分校

二维（2D）材料的晶格中缺失的原子或原子替换（点缺陷）是新兴量子技术的潜在宿主，如单光子发射器和自旋量子比特（qubits）。二维材料中量子缺陷的第一性原理指导下的设计正在为合理的自旋量子比特发现铺平道路。最近，加州大学圣克鲁兹分校Yuan Ping在国际知名期刊“Nat. Comput. Sci."发表题为“Computational design of quantum defects in two-dimensional materials”的综述论文。在此，他们讨论了第一性原理理论发展的前沿，以及预测二维材料中点缺陷的关键物理特性对量子信息技术的挑战，特别是光电和自旋光子特性。降低维度的强多体相互作用需要超越平均场理论的先进电子结构方法。开发适合强相关缺陷状态的理论方法，以及预测自旋弛豫和自旋缺陷退相干时间的一般方法的巨大挑战，还有待解决。

图1：在二维材料中发现新的自旋缺陷的理论和实验之间的反馈回路建议

图2：二维体系中介电筛选的减少导致了强烈的多体相互作用，深刻地影响了缺陷特性

图3：二维体系中缺陷转变能级的计算

图4：单层MoSe2中缺陷诱导的光学特性

图5：二维体系中量子缺陷处的光致发光光谱和激发态衰变率

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s43588-021-00140-w

论文主要通讯作者主页：

https://yuanping.chemistry.ucsc.edu/group-members/dr-yuan-ping

说明：

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