窒化窒化ホウ素フレークの欠陥の異常な圧力特性

六角形の窒化ホウ素（HBN）に関する研究は、HBNが単一光子エミッターの有望なシステムとして適用したため、最近強化されました。現在まで、多くの実験と理論的計算が実行されているにもかかわらず、単一の光子起源は議論のままです。ダイヤモンドアンビルセルデバイスを使用して、低温でのHBNフレークの圧力依存性フォトルミネッセンス（PL）スペクトルを測定しました。離散PL発光系統の圧力係数の絶対値はすべて15 MEV/GPA未満であり、HBNバンドギャップの圧力誘導36 MEV/GPA赤方偏移速度よりもはるかに低いです。これらのPL排出ラインは、HBNフレークのバンドギャップ内に閉じ込められた原子のような局所的な欠陥レベルに由来します。興味深いことに、圧力依存性PL発光系統の実験結果は、赤方偏移（負圧係数）、ブルースシフト（陽圧係数）、または負の兆候に対応する3つの異なるタイプの圧力応答を示します。密度の機能理論の計算は、レーカー内と層間相互作用の貢献との間の競合の存在を示しており、PLピークシフトの異なる圧力依存性挙動につながります。

Research on hexagonal boron nitride (hBN) has been intensified recently due to the application of hBN as a promising system of single-photon emitters. To date, the single photon origin remains under debate even though many experiments and theoretical calculations have been performed. We have measured the pressure-dependent photoluminescence (PL) spectra of hBN flakes at low temperatures by using a diamond anvil cell device. The absolute values of the pressure coefficients of discrete PL emission lines are all below 15 meV/GPa, which is much lower than the pressure-induced 36 meV/GPa redshift rate of the hBN bandgap. These PL emission lines originate from atom-like localized defect levels confined within the bandgap of the hBN flakes. Interestingly, the experimental results of the pressure-dependent PL emission lines present three different types of pressure responses corresponding to a redshift (negative pressure coefficient), a blueshift (positive pressure coefficient), or even a sign change from negative to positive. Density functional theory calculations indicate the existence of competition between the intralayer and interlayer interaction contributions, which leads to the different pressure-dependent behaviors of the PL peak shift.