論文の概要: Narrow inhomogeneous distribution of spin-active emitters in silicon carbide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.06101v2
• Date: Fri, 12 Mar 2021 14:27:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-08 13:43:50.266134
• Title: Narrow inhomogeneous distribution of spin-active emitters in silicon carbide
• Title（参考訳）: 炭化ケイ素中のスピン活性エミッタの狭い不均一分布
• Authors: Roland Nagy, Durga Bhaktavatsala Rao Dasari, Charles Babin, Di Liu, Vadim Vorobyov, Matthias Niethammer, Matthias Widmann, Tobias Linkewitz, Rainer St\"ohr, Heiko B. Weber, Takeshi Ohshima, Misagh Ghezellou, Nguyen Tien Son, Jawad Ul-Hassan, Florian Kaiser, J\"org Wrachtrup
• Abstract要約: 半導体炭化ケイ素 (SiC) 中のシリコン空孔中心は, 光学吸収・放出ラインの自然分布が著しく小さいことを示す。 本結果は、CMOS互換SiCプラットフォームが、ネットワーク量子技術アプリケーションを実現する可能性を示すものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4316595458440022
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optically active solid-state spin registers have demonstrated their unique potential in quantum computing, communication and sensing. Realizing scalability and increasing application complexity requires entangling multiple individual systems, e.g. via photon interference in an optical network. However, most solid-state emitters show relatively broad spectral distributions, which hinders optical interference experiments. Here, we demonstrate that silicon vacancy centres in semiconductor silicon carbide (SiC) provide a remarkably small natural distribution of their optical absorption/emission lines despite an elevated defect concentration of $\approx 0.43\,\rm \mu m^{-3}$. In particular, without any external tuning mechanism, we show that only 13 defects have to be investigated until at least two optical lines overlap within the lifetime-limited linewidth. Moreover, we identify emitters with overlapping emission profiles within diffraction limited excitation spots, for which we introduce simplified schemes for generation of computationally-relevant Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) and cluster states. Our results underline the potential of the CMOS-compatible SiC platform toward realizing networked quantum technology applications.
• Abstract（参考訳）: 光的に活性な固体スピンレジスタは、量子コンピューティング、通信、センシングにおいてそのユニークなポテンシャルを実証している。 スケーラビリティの実現とアプリケーションの複雑さの増大には、光ネットワークにおける光子干渉など、複数の個々のシステムを絡み合わせる必要がある。 しかし、ほとんどの固体エミッタは比較的広いスペクトル分布を示し、光干渉実験を妨げる。 ここでは, 半導体炭化ケイ素(sic)中のシリコン空隙中心が, 0.43\,\rm \mu m^{-3}$ の欠陥濃度の上昇にもかかわらず, 光学吸収・放出線の極めて小さな自然分布を示すことを実証する。 特に,外部チューニング機構がなければ,少なくとも2本の光線がライフタイム制限線幅内で重なり合うまで,13個の欠陥のみを調べる必要がある。 さらに,回折制限励起点内に重なり合う励起プロファイルを持つエミッタを同定し,計算関連であるGreenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)とクラスタ状態を生成するための簡易なスキームを導入する。 本結果は、CMOS互換SiCプラットフォームが、ネットワーク量子技術アプリケーションを実現する可能性を示すものである。

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