論文の概要: Polarization dynamics of solid-state quantum emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04732v2
- Date: Mon, 26 Feb 2024 11:23:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-29 00:54:09.080086
- 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応用性から、多くの注目を集めている。
量子エミッターによって生成される単一光子の偏光は、応用において重要な役割を果たす重要なパラメータの1つである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.54627168659622
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum emitters in solid-state crystals have recently attracted a lot of
attention due to their simple applicability in optical quantum technologies.
The polarization of single photons generated by quantum emitters is one of the
key parameters that play a crucial role in the applications, such as quantum
computation that uses the indistinguishability of photons. However, the degree
of single photon polarization is typically quantified using time-averaged
photoluminescence intensity of single emitters, which provides limited
information about the dipole properties in solids. In this work, we use single
defects in hexagonal boron nitride and nanodiamond as efficient
room-temperature single photon sources to reveal the origin and the temporal
evolution of dipole orientation in solid-state quantum emitters. The angle of
excitation and emission dipoles relative to the crystal axes are determined
experimentally and then calculated using density functional theory, which
results in characteristic angles for every specific defect that can be used as
an efficient tool for defect identification and understanding their atomic
structure. Moreover, the temporal polarization dynamics reveal a strongly
modified linear polarization visibility that depends on the excited state decay
time of individual excitation. This effect can be traced back potentially to
the excitation of excess charges in the local crystal environment.
Understanding such hidden time-dependent mechanisms can further be used to
improve the performance of polarization-sensitive experiments, in particular
that of quantum communication with single photon 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。
量子エミッターによって生成される単一光子の偏光は、光子の区別不能性を用いる量子計算のような応用において重要な役割を果たす重要なパラメータの1つである。
しかし、単光子偏光度は通常、単光子の時間平均発光強度を用いて定量され、固体中の双極子特性に関する限られた情報を提供する。
本研究では,六方晶窒化ホウ素とナノダイヤモンドの単一欠陥を高効率な室温単一光子源とし,固体量子エミッタにおける双極子配向の起源と時間発展を明らかにする。
結晶軸に対する励起・放出双極子の角度を実験的に決定し、密度汎関数理論を用いて計算し、原子構造の欠陥同定と理解のための効率的なツールとして使用できる特定の欠陥ごとに特性角を求める。
さらに、時間分極ダイナミクスは、個々の励起の励起状態の減衰時間に依存する強い修正された線形分極可視性を示す。
この効果は、局所的な結晶環境における過剰電荷の励起に遡ることができる。
このような隠れた時間依存機構を理解することで、偏光センシティブな実験、特に単一光子エミッタとの量子通信の性能をさらに向上させることができる。
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