論文の概要: Towards Deterministic Creation of Single Photon Sources in Diamond using
In-Situ Ion Counting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.02049v1
- Date: Fri, 3 Dec 2021 17:57:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-05 23:46:17.679144
- Title: Towards Deterministic Creation of Single Photon Sources in Diamond using
In-Situ Ion Counting
- Title（参考訳）: in-situイオン計数によるダイヤモンド中の単一光子源の決定論的生成
- Authors: M. Titze, H. Byeon, A. R. Flores, J. Henshaw, C. T. Harris, A. M.
Mounce, E. S. Bielejec
- Abstract要約: イオン番号の誤差を5%に抑えるため, その場計数イオン注入実験を行った。
これにより、量子応用のための広帯域半導体における高収率単一光子エミッタ素子の製作が可能となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We present an in-situ counted ion implantation experiment reducing the error
on the ion number to 5 % enabling the fabrication of high-yield single photon
emitter devices in wide bandgap semiconductors for quantum applications.
Typical focused ion beam implantation relies on knowing the beam current and
setting a pulse length of the ion pulse to define the number of ions implanted
at each location, referred to as timed implantation in this paper. This process
is dominated by Poisson statistics resulting in large errors for low number of
implanted ions. Instead, we use in-situ detection to measure the number of ions
arriving at the substrate resulting in a two-fold reduction in the error on the
number of implanted ions used to generate a single optically active silicon
vacancy (SiV) defect in diamond compared to timed implantation. Additionally,
through post-implantation analysis, we can further reduce the error resulting
in a seven-fold improvement compared to timed implantation, allowing us to
better estimate the conversion yield of implanted Si to SiV. We detect SiV
emitters by photoluminescence spectroscopy, determine the number of emitters
per location and calculate the yield to be 2.98 + 0.21 / - 0.24 %. Candidates
for single photon emitters are investigated further by Hanbury-Brown-Twiss
interferometry confirming that 82 % of the locations exhibit single photon
emission statistics. This counted ion implantation technique paves the way
towards deterministic creation of SiV when ion counting is used in combination
with methods that improve the activation yield of SiV.
- Abstract（参考訳）: 量子応用のための広帯域半導体における高yield単一光子エミッタ素子の製作を可能にするため,イオン数誤差を5%まで低減するin-situ計数イオン注入実験を行った。
典型的な集束イオンビーム注入は、ビーム電流を知ることと、イオンパルスのパルス長を設定して各場所に注入されたイオンの数を定義することに依存している。
この過程はポアソン統計によって支配され、低数のイオンを注入する際の大きな誤差をもたらす。
代わりに, 基板に到達したイオン数をその場で検出することにより, ダイヤモンド中の1個の光学活性シリコン空隙(siv)欠陥を発生させる注入イオン数の誤差を, 時効注入と比較して2倍に削減した。
さらに, 実装後解析により, 埋込みシリコンのSiVへの変換効率をよりよく評価できるため, 経時的埋込みよりも7倍の誤差を低減できることがわかった。
発光分光法によりSiVエミッタを検出し、位置当たりのエミッタ数を決定し、収率を2.98 + 0.21 / - 0.24 %とする。
単一光子放射体の候補は、ハンベリー・ブラウン・ツイツ干渉計によりさらに調査され、その82%が単一光子放射統計を示すことが確認された。
この計数イオン注入法は、SiVの活性化収率を向上させる方法と組み合わせてイオン計数を行う際に、SiVの決定論的生成への道を開く。
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