論文の概要: Single quantum dot selection and tailor-made photonic device integration
using nanoscale focus pinspot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.08084v1
- Date: Fri, 16 Sep 2022 17:51:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 09:14:57.074084
- Title: Single quantum dot selection and tailor-made photonic device integration
using nanoscale focus pinspot
- Title（参考訳）: ナノスケール焦点ピンスポットを用いた単一量子ドット選択とテーラーメードフォトニックデバイスの統合
- Authors: Minho Choi, Mireu Lee, Sung-Yul L. Park, Byung Su Kim, Seongmoon Jun,
Suk In Park, Jin Dong Song, Young-Ho Ko, and Yong-Hoon Cho
- Abstract要約: 本研究では, ナノスケール焦点ピンスポット (NFP) と呼ばれる非破壊発光抽出法を適用し, 周囲の媒体を保持しながら, 発光QD密度を低減させる。
NFPを適用した後、高密度アンサンブルQDエミッションから1つのQDエミッションのみを抽出する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.43881922054308425
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Among the diverse platforms of quantum light sources, epitaxially grown
semiconductor quantum dots (QDs) are one of the most attractive workhorses for
realizing various quantum photonic technologies owing to their outstanding
brightness and scalability. There exist various material systems for these QDs
based on their appropriate emission bandwidth; however, only a few material
systems have successfully grown single or low-density QDs, which are essential
for quantum light sources. In most other material systems, it is difficult to
realize low-density QDs, and the mesa-etching process is usually undergone in
order to reduce their density. Nevertheless, the etching process irreversibly
destroys the medium near the QD, which is detrimental to in-plane device
integration. In this study, we apply a nondestructive luminescence picking
method termed as nanoscale focus pinspot (NFP) using helium ion microscopy to
reduce the luminous QD density while retaining the surrounding medium. Given
that the NFP can precisely manipulate the luminescence at nanoscale resolution,
a photonic device can be deterministically fabricated on the target QD matched
from both spatial and spectral points of view. After applying the NFP, we
extract only a single QD emission out of the high-density ensemble QD emission.
Moreover, the photonic structure of a circular Bragg reflector is
deterministically integrated with the selected QD, and the extraction
efficiency of the QD emission has been improved 27 times. Furthermore, this
technique does not destroy the medium and only controls the luminescence.
Hence, it is highly applicable to various photonic structures, including
photonic waveguides or photonic crystal cavities regardless of their materials.
- Abstract（参考訳）: 量子光源の多様なプラットフォームの中で、エピタキシャルに成長した半導体量子ドット(qds)は、その輝度と拡張性が優れたため、様々な量子フォトニック技術を実現する最も魅力的な方法の1つである。
適切な放射帯域に基づいて、これらのQDのための様々な物質系が存在するが、量子光源に不可欠な単一または低密度のQDを成長させたのはわずかである。
他のほとんどの材料システムでは、低密度のqdsを実現することは困難であり、メサエッチングは通常、密度を減らすために下降する。
それでもエッチングプロセスはqd近傍の媒体を不可逆的に破壊し、面内装置の統合に支障をきたす。
本研究では、ヘリウムイオン顕微鏡を用いたナノスケール焦点ピンスポット(NFP)と呼ばれる非破壊的発光抽出法を適用し、周囲の媒体を保持しながら発光QD密度を低減する。
NFPはナノスケールの解像度で正確に発光を操作できるので、空間的およびスペクトル的な視点から一致するターゲットQDに対してフォトニック装置を決定的に製造することができる。
NFPを適用した後、高密度アンサンブルQDエミッションから1つのQDエミッションのみを抽出する。
また、円形ブラッグ反射体のフォトニック構造を選択されたqdと決定論的に統合し、qdエミッションの抽出効率を27倍向上させた。
さらに、この技術は媒体を破壊せず、発光のみを制御する。
したがって、材料に関係なく、フォトニック導波路やフォトニック結晶空洞を含む様々なフォトニック構造に非常に適合する。
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