論文の概要: Tunable and Transferable Diamond Membranes for Integrated Quantum Technologies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.11507v1
• Date: Thu, 23 Sep 2021 17:18:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 23:02:18.654110
• Title: Tunable and Transferable Diamond Membranes for Integrated Quantum Technologies
• Title（参考訳）: 集積量子技術のための可変・転写性ダイヤモンド膜
• Authors: Xinghan Guo, Nazar Delegan, Jonathan C. Karsch, Zixi Li, Tianle Liu, Robert Shreiner, Amy Butcher, David D. Awschalom, F. Joseph Heremans, Alexander A. High
• Abstract要約: ナノスケールの均一なダイヤモンド膜は「スマートカット」と異方性(12C)の精製過剰成長によって合成される。 110nmの厚膜では、個々のゲルマニウム空孔(GeV-)中心は5.4Kで安定な光ルミネッセンスを示し、平均光遷移線幅は125MHzである。 このプラットフォームは、コヒーレントな色中心を持つダイヤモンド膜を量子技術に統合することを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.634695885442504
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Color centers in diamond are widely explored as qubits in quantum technologies. However, challenges remain in the effective and efficient integration of these diamond-hosted qubits in device heterostructures. Here, nanoscale-thick uniform diamond membranes are synthesized via "smart-cut" and isotopically (12C) purified overgrowth. These membranes have tunable thicknesses (demonstrated 50 nm to 250 nm), are deterministically transferable, have bilaterally atomically flat surfaces (Rq <= 0.3 nm), and bulk-diamond-like crystallinity. Color centers are synthesized via both implantation and in-situ overgrowth incorporation. Within 110 nm thick membranes, individual germanium-vacancy (GeV-) centers exhibit stable photoluminescence at 5.4 K and average optical transition linewidths as low as 125 MHz. The room temperature spin coherence of individual nitrogen-vacancy (NV-) centers shows Ramsey spin dephasing times (T2*) and Hahn echo times (T2) as long as 150 us and 400 us, respectively. This platform enables the straightforward integration of diamond membranes that host coherent color centers into quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンドのカラーセンターは量子技術において量子ビットとして広く研究されている。 しかし、ダイヤモンドがホストする量子ビットをデバイスヘテロ構造に効果的かつ効率的に統合する上での課題は残る。 ここでは、ナノスケールの均一なダイヤモンド膜が「スマートカット」と異方性(12C)の精製過剰成長によって合成される。 これらの膜は、調整可能な厚さ(50 nmから250 nm)を持ち、決定的に移動可能であり、左右に平坦な表面(rq <= 0.3 nm)を持ち、バルクダイアモンドのような結晶性を有する。 色中心は、植込みと組織内増殖の両方を通じて合成される。 110nmの厚膜では、個々のゲルマニウム空孔(GeV-)中心は5.4Kで安定な発光を示し、平均光遷移線幅は125MHzである。 個々の窒素空孔 (NV-) 中心の室温スピンコヒーレンスでは, それぞれ150usと400usのランジースピン脱落時間 (T2*) とハーンエコー時間 (T2) を示す。 このプラットフォームは、コヒーレントなカラーセンターをホストするダイヤモンド膜を量子技術に統合することができる。

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