論文の概要: Polarization dynamics of solid-state quantum emitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04732v1
• Date: Wed, 8 Mar 2023 17:18:15 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-09 13:11:04.990595
• Title: Polarization dynamics of solid-state quantum emitters
• Title（参考訳）: 固体量子エミッタの偏光ダイナミクス
• Authors: Anand Kumar, \c{C}a\u{g}lar Samaner, Chanaprom Cholsuk, Tjorben Matthes, Serkan Pa\c{c}al, Ya\u{g}{\i}z Oyun, Ashkan Zand, Robert J. Chapman, Gr\'egoire Saerens, Rachel Grange, Sujin Suwanna, Serkan Ate\c{s}, Tobias Vogl
• Abstract要約: 固体結晶中の量子エミッタは、光学量子技術における単純な適用性のため、最近多くの注目を集めている。 本研究では、局所電子照射により同一のhBNエミッタの配列を作製する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.436953102097767
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum emitters in solid-state crystals have recently attracted a lot of attention due to their simple applicability in optical quantum technologies. Color centers such as fluorescent defects hosted by diamond and hexagonal boron nitride (hBN) emit single photons at room temperature and can be used for nanoscale sensing. The atomic structure of the hBN defects, however, is not yet well understood. In this work, we fabricate an array of identical hBN emitters by localized electron irradiation. This allows us to correlate the dipole orientations with the host crystal axes. The angle of excitation and emission dipoles relative to the crystal axes are also calculated using density functional theory, which reveals characteristic angles for every specific defect. Moreover, we also investigate the temporal polarization dynamics and discover a mechanism of time-dependent polarization visibility and dipole orientation of color centers in hBN and diamond. This can be traced back to the excitation of excess charges in the local crystal environment. We therefore provide a promising pathway for the identification of color centers as well as important insight into the dynamics of solid-state quantum emitters.
• Abstract（参考訳）: 固体結晶中の量子エミッタは最近、光学量子技術における単純な応用性のために多くの注目を集めている。 ダイヤモンドや六方晶窒化ホウ素(hBN)によってホストされる蛍光欠陥などの色中心は室温で単一光子を放出し、ナノスケールのセンシングに使用できる。 しかし、hBN欠陥の原子構造はまだよく分かっていない。 本研究では、局所電子照射により同一のhBNエミッタの配列を作製する。 これにより、双極子配向をホスト結晶軸と関連付けることができる。 結晶軸に対する励起と放出の双極子の角度も密度汎関数理論を用いて計算され、特定の欠陥ごとに特性角が示される。 さらに,時間的偏光ダイナミクスを調査し,hbnおよびダイヤモンドにおける色中心の時間依存偏光可視性と双極子配向の機構を見出した。 これは局所結晶環境における過剰電荷の励起に遡ることができる。 したがって、我々は、色中心の同定と固体量子エミッタのダイナミクスに関する重要な洞察を期待できる経路を提供する。

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