論文の概要: Reflective Dielectric Cavity Enhanced Emission from Hexagonal Boron
Nitride Spin Defect Arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.00256v1
- Date: Thu, 1 Sep 2022 06:34:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-28 06:46:03.714251
- Title: Reflective Dielectric Cavity Enhanced Emission from Hexagonal Boron
Nitride Spin Defect Arrays
- Title（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素スピン欠陥アレイからの反射誘電体空洞励起放出
- Authors: Xiao-Dong Zeng, Yuan-Ze Yang, Nai-Jie Guo, Zhi-Peng Li, Zhao-An Wang,
Lin-Ke Xie, Shang Yu, Yu Meng, Qiang Li, Jin-Shi Xu, Wei Liu, Yi-Tao Wang,
Jian-Shun Tang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo
- Abstract要約: 簡単なオンチップ統合, 便利な処理, 低コスト, 適切な広帯域拡張など, 強靭な拡張構造を示す。
約7倍のPL増強を達成し,それに対応するODMRコントラストは18%であった。
この研究は、2次元材料におけるスピン欠陥のオンチップ統合を実現する上で重要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.645484240543327
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Among the various kinds of spin defects in hBN, the negatively charged boron
vacancy ($\rm V_B^-$) spin defect that can be deterministically generated is
undoubtedly a potential candidate for quantum sensing, but its low quantum
efficiency restricts its %use in practical applications. Here, we demonstrate a
robust enhancement structure with advantages including easy on-chip
integration, convenient processing, low cost and suitable broad-spectrum
enhancement for $\rm V_B^-$ defects. %Improved photoluminescence (PL) intensity
and optically detected magnetic resonance (ODMR) contrast of $\rm V_B^-$ defect
arrays. In the experiment, we used a metal reflective layer under the hBN
flakes, filled with a transition dielectric layer in the middle, and adjusted
the thickness of the dielectric layer to achieve the best coupling between the
reflective dielectric cavity and the hBN spin defect. Using a reflective
dielectric cavity, we achieved a PL enhancement of approximately 7-fold, and
the corresponding ODMR contrast achieved 18\%. Additionally, the oxide layer of
the reflective dielectric cavity can be used as an integrated material for
micro-nano photonic devices for secondary processing, which means that it can
be combined with other enhancement structures to achieve stronger enhancement.
This work has guiding significance for realizing the on-chip integration of
spin defects in two-dimensional materials.
- Abstract（参考訳）: hbnの様々なスピン欠陥のうち、決定論的に生成できる負電荷のホウ素空隙(英語版)($\rm v_b^-$)は量子センシングの潜在的な候補であることは間違いないが、量子効率の低さは実用上の利用を制限している。
ここでは, 簡単なオンチップ統合, 便利な処理, 低コスト, および$\rm V_B^-$欠陥に対する適切な広帯域拡張を含む, 強靭な拡張構造を示す。
%改善光ルミネッセンス(pl)強度と光学的に検出された磁気共鳴(odmr)は,$\rm v_b^-$欠陥アレイのコントラストであった。
実験では,hBNフレークの下の金属反射層を中央に遷移誘電体層を充填し,誘電体層の厚みを調整し,反射誘電体キャビティとhBNスピン欠陥との最適結合を実現した。
反射誘電体共振器を用いて約7倍のpl増倍を達成し,対応するodmrコントラストは18\%となった。
また、反射誘電体キャビティの酸化物層を二次処理用マイクロナノフォトニック装置の集積材料として使用することができ、他の強化構造と組み合わせてより強力な強化を実現することができる。
この研究は、2次元材料におけるスピン欠陥のオンチップ統合を実現する上で重要である。
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