論文の概要: Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.09320v1
• Date: Thu, 17 Mar 2022 13:48:24 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-21 20:52:02.046966
• Title: Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision
• Title（参考訳）: ナノスケール精度を有する高性能ダイヤモンドセンサアレイ作製のための自己整合パターニング技術
• Authors: Mengqi Wang, Haoyu Sun, Xiangyu Ye, Pei Yu, Hangyu Liu, Jingwei Zhou, Pengfei Wang, Fazhan Shi, Ya Wang and Jiangfeng Du
• Abstract要約: ドーピング精度を15nmまで向上できるファクシリ自己整合パターン法を提案する。 我々は,ダイヤモンドナノピラーセンサアレイを作製し,高一貫性と準最適光子数を示す手法を実証した。 この技術は並列量子センシングとスケーラブルな情報処理の開発を容易にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.133647356160843
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To efficiently align the creation of defect center with photonics structure in nanoscale precision is one of the outstanding challenges for realizing high-performance photonic devices and the application in quantum technology such as quantum sensing, scalable quantum systems, and quantum computing network. Here, we propose a facile self-aligned patterning technique wholly based on conventional engineering technology, with the doping precision can reach ~15nm. Specifically, we demonstrate this technique by fabricating diamond nanopillar sensor arrays, which show high consistency and near-optimal photon counts, high yield approaching the theoretical limit, and high filtering efficiency for different NV centers. Combined with appropriate crystal orientation, a saturated fluorescence rate of 4.65 Mcps and the best reported fluorescence-dependent detection sensitivity of 1900 cps^(-1/2) are achieved. This technique applicable to all similar solid-state systems should facilitate the development of parallel quantum sensing and scalable information processing.
• Abstract（参考訳）: ナノスケールの精度で欠陥中心とフォトニクス構造を効率的に整合させることは、高性能フォトニクスデバイスの実現と量子センシング、スケーラブル量子システム、量子コンピューティングネットワークなどの量子技術への応用における課題の1つである。 そこで本研究では,従来の工学技術に基づき,ドーピング精度が約15nmまで達するファシリな自己整合パターン化手法を提案する。 具体的には、ダイヤモンドナノピラーセンサアレイを作製し、高一貫性と準最適光子数、理論限界に近づく高収率、異なるNV中心に対する高フィルタリング効率を示す。 適切な結晶配向と組み合わせて、飽和蛍光率は4.65 Mcps、最も報告された蛍光依存性検出感度は1900 cps^(-1/2)である。 類似した全ての固体系に適用可能なこの技術は、並列量子センシングとスケーラブルな情報処理の開発を促進するべきである。

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