論文の概要: Plasmon Enhanced Quantum Properties of Single Photon Emitters with
Hybrid Hexagonal Boron Nitride Silver Nanocube Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.00314v2
- Date: Thu, 20 Apr 2023 23:55:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 17:23:35.144115
- Title: Plasmon Enhanced Quantum Properties of Single Photon Emitters with
Hybrid Hexagonal Boron Nitride Silver Nanocube Systems
- Title（参考訳）: ハイブリッド六方晶窒化ホウ素銀ナノキューブ系単一光子放出体のプラズモン強化量子特性
- Authors: Mohammadjavad Dowran, Andrew Butler, Suvechhya Lamichhane, Adam
Erickson, Ufuk Kilic, Sy-Hwang Liou, Christos Argyropoulos, Abdelghani
Laraoui
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)は単一光子エミッタ(SPE)の超薄膜ホストとして出現している
極薄hBNフレークとプラズモン銀ナノキューブで生成したSPEからなるハイブリッドナノフォトニック構造の量子単一光子特性について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hexagonal boron nitride (hBN) has emerged as a promising ultrathin host of
single photon emitters (SPEs) with favorable quantum properties at room
temperature, making it a highly desirable element for integrated quantum
photonic networks. One major challenge of using these SPEs in such applications
is their low quantum efficiency. Recent studies have reported an improvement in
quantum efficiency by up to two orders of magnitude when integrating an
ensemble of emitters such as boron vacancy defects in multilayered hBN flakes
embedded within metallic nanocavities. However, these experiments have not been
extended to SPEs and are mainly focused on multiphoton effects. Here, we study
the quantum single photon properties of hybrid nanophotonic structures composed
of SPEs created in ultrathin hBN flakes coupled with plasmonic silver
nanocubes. We demonstrate > 200% plasmonic enhancement of the SPE properties,
manifested by a strong increase in the SPE fluorescence. Such enhancement is
explained by rigorous numerical simulations where the hBN flake is in direct
contact with the Ag nanocubes that cause the plasmonic effects. The presented
strong and fast single photon emission obtained at room-temperature with a
compact hybrid nanophotonic platform can be very useful to various emerging
applications in quantum optical communications and computing.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hBN)は、室温で良好な量子特性を持つ単一光子エミッタ(SPE)の有望な極薄ホストとして出現し、集積量子フォトニックネットワークにとって非常に望ましい要素である。
このような用途でこれらのSPEを使用する際の大きな課題は、量子効率が低いことである。
近年の研究では、金属ナノキャビティ内に埋め込まれた多層hBNフレークにホウ素空孔欠陥などのエミッタのアンサンブルを統合する際に、最大2桁の量子効率の改善が報告されている。
しかし、これらの実験はSPEに拡張されておらず、主に多光子効果に焦点を当てている。
本稿では,超薄型hBNフレークで生成したSPEとプラズモン銀ナノキューブからなるハイブリッドナノフォトニック構造の量子単一光子特性について検討する。
以上の結果から,SPE特性の200%のプラスモニック化が示され,SPE蛍光が強く増加した。
このような増強は、hBNフレークがプラズモン効果を引き起こすAgナノキューブと直接接触する厳密な数値シミュレーションによって説明される。
コンパクトなハイブリッドナノフォトニクスプラットフォームで室温で得られた高強度かつ高速な単一光子放出は、量子光学通信および計算における様々な新しい応用に非常に有用である。
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