論文の概要: Cavity-Enhanced 2D Material Quantum Emitters Deterministically
Integrated with Silicon Nitride Microresonators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.14845v1
- Date: Wed, 29 Jun 2022 18:16:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-07 07:08:46.047599
- Title: Cavity-Enhanced 2D Material Quantum Emitters Deterministically
Integrated with Silicon Nitride Microresonators
- Title（参考訳）: 窒化ケイ素マイクロ共振器を用いたキャビティ強化2次元材料量子エミッタ
- Authors: Kamyar Parto, Shaimaa I. Azzam, Nicholas Lewis, Sahil D. Patel, Sammy
Umezawa, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Galan Moody
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)や遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)などの2次元材料の光学活性欠陥は、単光子発光の魅力的なクラスである。
我々は, バックグラウンドフリーな窒化ケイ素マイクロリング共振器にhBNおよびTMDを正確に配置し, 埋め込む新しい手法を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3518016233072556
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optically active defects in 2D materials, such as hexagonal boron nitride
(hBN) and transition metal dichalcogenides (TMDs), are an attractive class of
single-photon emitters with high brightness, room-temperature operation,
site-specific engineering of emitter arrays, and tunability with external
strain and electric fields. In this work, we demonstrate a novel approach to
precisely align and embed hBN and TMDs within background-free silicon nitride
microring resonators. Through the Purcell effect, high-purity hBN emitters
exhibit a cavity-enhanced spectral coupling efficiency up to $46\%$ at room
temperature, which exceeds the theoretical limit for cavity-free
waveguide-emitter coupling and previous demonstrations by nearly an
order-of-magnitude. The devices are fabricated with a CMOS-compatible process
and exhibit no degradation of the 2D material optical properties, robustness to
thermal annealing, and 100 nm positioning accuracy of quantum emitters within
single-mode waveguides, opening a path for scalable quantum photonic chips with
on-demand single-photon sources.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素 (hBN) や遷移金属ジアルコゲナイド (TMD) などの2次元材料の光学的欠陥は、高輝度、室温操作、エミッタアレイの部位特異的工学、外部ひずみや電界によるチューニング性などの魅力的な一光子放出体である。
本研究では, バックグラウンドフリーな窒化ケイ素マイクロリング共振器にhBNおよびTMDを正確に配置し, 埋め込む新しい手法を示す。
パーセル効果により、高純度hBNエミッタは室温で最大4,6\%のスペクトル結合効率を示し、これはキャビティフリー導波管-エミッタカップリングの理論的限界を超える。
デバイスはCMOS互換のプロセスで製造され、2次元材料の光学特性の劣化、熱アニールに対する堅牢性、および単モード導波路内の量子エミッタの100nm位置決め精度を示し、オンデマンドの単一光子源によるスケーラブルな量子フォトニックチップの道を開く。
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