Ядерное квадрупольное взаимодействие отрицательно заряженной вакансии бора с ближними и дальними ядерными магнитными моментами азота в гексагональном нитриде бора
Российский научный фонд, Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами, 24-12-00151
Дмитриева Е.В.
1, Мамин Г.В.
1, Грачева И.Н.
1, Нагалюк С.С.
2, Гафуров М.Р.
11Институт физики, Казанский федеральный университет, Казань, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия

Email: dev600@mail.ru, george.mamin@kpfu.ru, Irina.Gracheva@kpfu.ru, snagalyuk@gmail.com, Marat.Gafurov@kpfu.ru
Поступила в редакцию: 3 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 8 ноября 2025 г.
Принята к печати: 8 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 21 декабря 2025 г.
Отрицательно заряженная вакансия бора в гексагональном нитриде бора является одним из самых ярких представителей оптически активного кубита в ван-дер-ваальсовых материалах. При этом особый интерес представляют электронно-ядерные взаимодействия вакансии с магнитными моментами атомов решетки hBN. В работе нами исследованы ядерные квадрупольные взаимодействия вакансии бора с удаленными ядерными спинами азота 14N (спин I=1) с использованием метода двойного электронно-ядерного резонанса. Определена константа соответствующего квадрупольного взаимодействия и установлен вид соответствующего тензора. Проведен сравнительный анализ полученных параметров ядерного квадрупольного взаимодействия с параметрами для ближайших трех к вакансии атомов азота. На основе представленных данных предлагается использовать электронный спин вакансии бора в качестве спинового зонда для исследований фундаментальных свойств нитрида бора, таких как константы ядерного квадрупольного взаимодействия. Ключевые слова: электронный парамагнитный резонанс, ДЭЯР, спиновый дефект, hBN, электронно-ядерное взаимодействие.
- G. Cassabois, P. Valvin, B. Gil. Nature Photon. 10, 4, 262 (2016)
- J.D. Caldwell, I. Aharonovich, G. Cassabois, J.H. Edgar, B. Gil, D.N. Basov. Nature Rev. Mater. 4, 8, 552 (2019)
- W. Ren, P. B ggild, J. Redwing, K. Novoselov, L. Sun, Y. Qi, K. Jia, Z. Liu, O. Burton, J. Alexander-Webber, S. Hofmann, Y. Cao, Y. Long, Q.-H. Yang, D. Li, S.H. Choi, K.K. Kim, Y.H. Lee, M. Li, Q. Huang, Y. Gogotsi, N. Clark, A. Carl, R. Gorbachev, T. Olsen, J. Rosen, K.S. Thygesen, D.K. Efetov, B.S. Jessen, M. Yankowitz, J. Barrier, R.K. Kumar, F.H.L. Koppens, H. Deng, X. Li, S. Dai, D.N. Basov, X. Wang, S. Das, X. Duan, Z. Yu, M. Borsch, A.C. Ferrari, R. Huber, M. Kira, F. Xia, X. Wang, Z.-S. Wu, X. Feng, P. Simon, H.-M. Cheng, B. Liu, Y. Xie, W. Jin, R.R. Nair, Y. Xu, Q. Zhang, A.K. Katiyar, J.-H. Ahn, I. Aharonovich, M.C. Hersam, S. Roche, Q. Hua, G. Shen, T. Ren, H.-B. Zhang, C.M. Koo, N. Koratkar, V. Pellegrini, R.J. Young, B. Qu, M. Lemme, A.J. Pollard. arXiv preprint arXiv:2503.22476 (2025)
- Q.H. Wang, A. Bedoya-Pinto, M. Blei, A.H. Dismukes, A. Hamo, S. Jenkins, M. Koperski, Y. Liu, Q.-C. Sun, E.J. Telford, H.H. Kim, M. Augustin, U. Vool, J.-X. Yin, L.H. Li, A. Falin, C.R. Dean, F. Casanova, R.F.L. Evans, M. Chshiev, A. Mishchenko, C. Petrovic, R. He, L. Zhao, A.W. Tsen, B.D. Gerardot, M. Brotons-Gisbert, Z. Guguchia, X. Roy, S. Tongay, Z. Wang, M.Z. Hasan, J. Wrachtrup, A. Yacoby, A. Fert, S. Parkin, K.S. Novoselov, P. Dai, L. Balicas, E.J.G. Santos. ACS Nano 16, 5, 6960 (2022)
- A. Boretti, J. Blackledge, S. Castelletto. Mater. Sci. Semicond. Process. 185, 108932 (2025)
- A. Gottscholl, M. Kianinia, V. Soltamov, S. Orlinskii, G. Mamin, C. Bradac, C. Kasper, K. Krambrock, A. Sperlich, M. Toth, I. Aharonovich, V. Dyakonov. Nature Mater. 19, 5, 540 (2020)
- K.S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho, A.H. Castro Neto. Sci. 353, 6298, aac9439 (2016)
- N. Chejanovsky, A. Mukherjee, J. Geng, Y.-C. Chen, Y. Kim, A. Denisenko, A. Finkler, T. Taniguchi, K. Watanabe, D.B.R. Dasari, P. Auburger, A. Gali, J.H. Smet, J. Wrachtrup. Nature Mater. 20, 8, 1079 (2021)
- A. Gottscholl, M. Diez, V. Soltamov, C. Kasper, D. Kraub e, A. Sperlich, M. Kianinia, C. Bradac, I. Aharonovich, V. Dyakonov. Nature Commun. 12, 1, 4480 (2021)
- S. Vaidya, X. Gao, S. Dikshit, I. Aharonovich, T. Li. Adv. Phys.: X, 8, 1, 2206049 (2023)
- F.T. Tabesh, M. Fani, J.S. Pedernales, M.B. Plenio, M. Abdi. Phys. Rev. B 107, 21, 214307 (2023)
- X. Gao, S. Vaidya, K. Li, P. Ju, B. Jiang, Z. Xu, A.E. Llacsahuanga Allcca, K. Shen, T. Taniguchi, K. Watanabe, S.A. Bhave, Y.P. Chen, Y. Ping, T. Li. Nature Mater. 21, 9, 1024 (2022)
- N. Mendelson, D. Chugh, J.R. Reimers, T.S. Cheng, A. Gottscholl, H. Long, C.J. Mellor, A. Zettl, V. Dyakonov, P.H. Beton, S.V. Novikov, C. Jagadish, H.H. Tan, M.J. Ford, M. Toth, C. Bradac, I. Aharonovich. Nature Mater. 20, 3, 321 (2021)
- H.L. Stern, C.M. Gilardoni, Q. Gu, S.E. Barker, O.F.J. Powell, X. Deng, S.A. Fraser, L. Follet, C. Li, A.J. Ramsay, H.H. Tan, I. Aharonovich, M. Atature. Nature Mater. 23, 10, 1379 (2024)
- X. Gao, S. Vaidya, K. Li, Z. Ge, S. Dikshit, S. Zhang, P. Ju, K. Shen, Y. Jin, Y. Ping, T. Li. Nature 643, 8073, 943 (2025)
- R. Rizzato, M. Schalk, S. Mohr, J.C. Hermann, J.P. Leibold, F. Bruckmaier, G. Salvitti, C. Qian, P. Ji, G.V. Astakhov, U. Kentsch, M. Helm, A.V. Stier, J.J. Finley, D.B. Bucher. Nature Commun. 14, 1, 5089 (2023).
- A. Haykal, R. Tanos, N. Minotto, A. Durand, F. Fabre, J. Li, J.H. Edgar, V. Ivady, A. Gali, T. Michel, A. Dreau, B. Gil, G. Cassabois, V. Jacques. Nature Commun. 13, 1, 4347 (2022)
- C.M. Gilardoni, S.E. Barker, C.L. Curtin, S.A. Fraser, O.F.J. Powell, D.K. Lewis, X. Deng, A.J. Ramsay, S. Adhikari, C. Li, I. Aharonovich, H.H. Tan, M. Atature, H.L. Stern. Nature Commun. 16, 1, 4947 (2025)
- F.F. Murzakhanov, B.V. Yavkin, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii, I.E. Mumdzhi, I.N. Gracheva, B.F. Gabbasov, A.N. Smirnov, V.Y. Davydov, V.A. Soltamov. Nanomater. 11, 6, 1373 (2021)
- F.F. Murzakhanov, I.E. Mumdzhi, G.V. Mamin, R.V. Yusupov, V.Yu. Davydov, A.N. Smirnov, M.V. Muzafarova, S.S. Nagalyuk, V.A. Soltamov. Phys. Solid State 64, 4, 210 (2022)
- M. Hennessey, B. Whitefield, A. Gale, M. Kianinia, J.A. Scott, I. Aharonovich, M. Toth. Adv. Quantum Technol. 8, 2, 2300459 (2025)
- A. Tarkanyi, V. Ivady. arXiv:2505.03292 (2025)
- J. Lee, H. Kim, H. Park, H. Seo. arXiv:2505.03306 (2025)
- W.B. Mims. Proc. R. Soc. London, Ser. A 283, 1395, 452 (1965)
- S. Stoll, A. Schweiger. J. Magn. Reson. 178, 1, 42 (2006)
- G.V. Mamin, E.V. Dmitrieva, F.F. Murzakhanov, I.N. Gracheva, E.N. Mokhov, I.I. Vlasov, M.R. Gafurov, U. Gerstmann, V.A. Soltamov. Appl. Phys. Lett. 127, 2, 024001 (2025)
- F.F. Murzakhanov, G.V. Mamin, S.B. Orlinskii, U. Gerstmann, W.G. Schmidt, T. Biktagirov, I. Aharonovich, A. Gottscholl, A. Sperlich, V. Dyakonov, V.A. Soltamov. Nano Lett. 22, 7, 2718 (2022)
- I. Lovchinsky, J.D. Sanchez-Yamagishi, E.K. Urbach, S. Choi, S. Fang, T.I. Andersen, K. Watanabe, T. Taniguchi, A. Bylinskii, E. Kaxiras, P. Kim, H. Park, M.D. Lukin. Sci. 355, 6324, 503 (2017).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.