論文の概要: Wafer-scale nanofabrication of telecom single-photon emitters in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.13173v1
• Date: Wed, 27 Apr 2022 20:12:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-15 09:00:05.748910
• Title: Wafer-scale nanofabrication of telecom single-photon emitters in silicon
• Title（参考訳）: シリコン中のテレコム単一光子放射体のウェハスケールナノファブリケーション
• Authors: M. Hollenbach, N. Klingner, N. S. Jagtap, L. Bischoff, C. Fowley, U. Kentsch, G. Hlawacek, A. Erbe, N. V. Abrosimov, M. Helm, Y. Berenc\'en, G. V. Astakhov
• Abstract要約: 集束イオンビーム(FIB)を用いたシリコンウェハにおける単一G, W中心の制御可能な製造について報告する。 その結果,100nm以下の技術ノードを持つ産業規模のフォトニック量子プロセッサにおいて,明確かつ容易に利用可能な経路が解き放たれた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A highly promising route to scale millions of qubits is to use quantum photonic integrated circuits (PICs), where deterministic photon sources, reconfigurable optical elements, and single-photon detectors are monolithically integrated on the same silicon chip. The isolation of single-photon emitters, such as the G centers and W centers, in the optical telecommunication O-band, has recently been realized in silicon. In all previous cases, however, single-photon emitters were created uncontrollably in random locations, preventing their scalability. Here, we report the controllable fabrication of single G and W centers in silicon wafers using focused ion beams (FIB) with a probability exceeding 50%. We also implement a scalable, broad-beam implantation protocol compatible with the complementary-metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology to fabricate single telecom emitters at desired positions on the nanoscale. Our findings unlock a clear and easily exploitable pathway for industrial-scale photonic quantum processors with technology nodes below 100 nm.
• Abstract（参考訳）: 数百万の量子ビットをスケールするための非常に有望な経路は、決定論的光子源、再構成可能な光学素子、単一光子検出器を同じシリコンチップ上にモノリシックに統合する量子フォトニック集積回路(PIC)を使用することである。 光通信OバンドにおけるG中心やW中心のような単一光子エミッタの分離は、近年シリコンで実現されている。 しかし、以前の全てのケースでは、単一光子エミッタはランダムな場所で制御不能に生成され、スケーラビリティが妨げられた。 本稿では,集束イオンビーム(fib)を用いたシリコンウェハ中の単一gおよびw中心の制御可能な生成を50%以上の確率で報告する。 また,ナノスケール上の所望の位置で単一通信エミッタを作製するために,相補的金属酸化物半導体(cmos)技術と互換性のあるスケーラブルな広ビーム注入プロトコルを実装した。 その結果,100nm以下の技術ノードを持つ工業用フォトニック量子プロセッサの明確かつ容易に利用可能な経路が解き放たれた。

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