論文の概要: Buried spatially-regular array of spectrally ultra-uniform single quantum dots for on-chip scalable quantum optical circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.00796v1
• Date: Mon, 1 Jun 2020 08:43:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-17 11:39:22.578573
• Title: Buried spatially-regular array of spectrally ultra-uniform single quantum dots for on-chip scalable quantum optical circuits
• Title（参考訳）: オンチップスケーラブル量子光学回路のためのスペクトル超一様単一量子ドットの空間規則配列
• Authors: Jiefei Zhang, Swarnabha Chattaraj, Qi Huang, Lucas Jordao, Siyuan Lu, and Anupam Madhukar
• Abstract要約: 本稿では、単一光子放射純度99.5%、均一度2nmの単一量子ドット(SQD)のクラスに基づいて、そのようなSPSアレイを初めて実現したことを報告する。 埋められたSQDの配列は、よく開発されたフォトニック2D結晶プラットフォームを使った量子光学回路の作成や、全誘電体ブロックをベースとしたメタストラクチャのミエ様集団共鳴の利用に自然に寄与する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.608886052423018
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A long standing obstacle to realizing highly sought on-chip monolithic solid state quantum optical circuits has been the lack of a starting platform comprising buried (protected) scalable spatially ordered and spectrally uniform arrays of on-demand single photon sources (SPSs). In this paper we report the first realization of such SPS arrays based upon a class of single quantum dots (SQDs) with single photon emission purity > 99.5% and uniformity < 2nm. Such SQD synthesis approach offers rich flexibility in material combinations and thus can cover the emission wavelength regime from long- to mid- to near-infrared to the visible and ultraviolet. The buried array of SQDs naturally lend themselves to the fabrication of quantum optical circuits employing either the well-developed photonic 2D crystal platform or the use of Mie-like collective resonance of all-dielectric building block based metastructures designed for directed emission and manipulation of the emitted photons in the horizontal planar architecture inherent to on-chip optical circuits. Finite element method-based simulations of the Mie-resonance based manipulation of the emitted light are presented showing achievement of simultaneous multifunctional manipulation of photons with large spectral bandwidth of ~ 20nm that eases spectral and mode matching. Our combined experimental and simulation findings presented here open the pathway for fabrication and study of on-chip quantum optical circuits.
• Abstract（参考訳）: 高度に要求されるオンチップのモノリシックな固体量子光回路を実現するための長い障害は、オンデマンド単一光子源(spss)の埋め込み(保護された)スケーラブルな空間秩序とスペクトル的に均一な配列からなるスタートプラットフォームがないことである。 本稿では, 単一光子放射純度99.5%, 均一度2nmの単一量子ドット(SQD)のクラスに基づいて, このようなSPSアレイを初めて実現したことを報告する。 このようなSQD合成アプローチは、物質の組み合わせの柔軟性に富み、長波長から中波長から近赤外線から可視・紫外までの放射波長をカバーできる。 sqdの埋め込みアレイは、高度に開発されたフォトニック2d結晶プラットフォームと、オンチップ光回路に固有の水平平面構造において放射光子を指向的に放出し操作するために設計された全誘電体ブロックベースのメタ構造のミー的共振を利用した量子光回路の作成に自然に寄与する。 有限要素法に基づく発光光の三重共振に基づく操作のシミュレーションを行い、スペクトルとモードマッチングを容易にするスペクトル帯域が約20nmの光子の多機能同時操作の達成を示す。 この実験とシミュレーションを組み合わせることで、オンチップ量子光学回路の製造と研究の道を開いた。

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