論文の概要: Comprehensive scheme for identifying defects in solid-state quantum
systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17889v2
- Date: Thu, 20 Jul 2023 08:47:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-21 18:00:09.479674
- Title: Comprehensive scheme for identifying defects in solid-state quantum
systems
- Title（参考訳）: 固体量子系における欠陥の包括的同定法
- Authors: Chanaprom Cholsuk, Sujin Suwanna, Tobias Vogl
- Abstract要約: 固体量子エミッタは、光学量子技術に必要なコンポーネントの1つである。
六方晶窒化ホウ素中の量子エミッタの完全な光学指紋の計算を実証する。
本稿では, 特定の量子アプリケーションにおけるエミッタの適合性を予測するために本手法を適用した。
- 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: A solid-state quantum emitter is one of the indispensable components for
optical quantum technologies. Ideally, an emitter should have a compatible
wavelength for efficient coupling to other components in a quantum network. It
is therefore essential to understand fluorescent defects that lead to specific
emitters. In this work, we employ density functional theory (DFT) to
demonstrate the calculation of the complete optical fingerprints of quantum
emitters in the two-dimensional material hexagonal boron nitride. These
emitters are of great interest, yet many of them are still to be identified.
Our results suggest that instead of comparing a single optical property, such
as the commonly used zero-phonon line energy, multiple properties should be
used when comparing theoretical simulations to the experiment. This way, the
entire electronic structure can be predicted and quantum emitters can be
designed and tailored. Moreover, we apply this approach to predict the
suitability for using the emitters in specific quantum applications,
demonstrating through the examples of the Al$_{\text{N}}$ and
P$_{\text{N}}$V$_{\text{B}}$ defects. We therefore combine and apply DFT
calculations to identify quantum emitters in solid-state crystals with a lower
risk of misassignments as well as a way to design and tailor optical quantum
systems. This consequently serves as a recipe for classification and the
generation of universal solid-state quantum emitter systems in future hybrid
quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 固体量子エミッタは、光学量子技術に必要なコンポーネントの1つである。
理想的には、エミッタは量子ネットワーク内の他のコンポーネントと効率的に結合するための波長互換を持つべきである。
したがって、特定のエミッターにつながる蛍光欠陥を理解することが不可欠である。
本研究では,密度汎関数理論(dft)を用いて2次元材料窒化ホウ素中の量子エミッタの完全な光学的指紋の計算を行う。
これらのエミッターは非常に興味深いが、その多くはまだ同定されていない。
その結果、ゼロフォノン線エネルギーなどの単一光学特性を比較するのではなく、理論シミュレーションと実験を比較する際に複数の特性を用いるべきであることが示唆された。
これにより、電子構造全体を予測し、量子エミッタを設計・調整することができる。
さらに、本手法を適用し、Al$_{\text{N}}$とP$_{\text{N}}$V$_{\text{B}}$の欠陥の例を通して、特定の量子アプリケーションでエミッターを使用するための適合性を予測する。
そこで我々は,dft計算を組み合わせて固体結晶中の量子エミッタを同定し,ミスアサインのリスクを低減し,光学量子システムの設計と調整を行う。
これにより、将来のハイブリッド量子ネットワークにおける普遍的な固体量子エミッタシステムの分類と生成のレシピとなる。
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