論文の概要: Cavity-enhanced single photon emission from a single impurity-bound exciton

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.01748v2
• Date: Wed, 4 Oct 2023 21:55:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-06 21:29:00.912659
• Title: Cavity-enhanced single photon emission from a single impurity-bound exciton
• Title（参考訳）: 単一不純物結合エキシトンからのキャビティ励起単一光子放出
• Authors: Yuxi Jiang, Robert M. Pettit, Nils von den Driesch, Alexander Pawlis and Edo Waks
• Abstract要約: 量子井戸中の不純物結合励起子は明るい単一光子エミッタである。 我々は、aSe量子井戸における単一不純物結合エキシトンからのキャビティ強化放出を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.2225785045544
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Impurity-bound excitons in ZnSe quantum wells are bright single photon emitters--a crucial element in photonics-based quantum technology. But to achieve the efficiencies required for practical applications, these emitters must be integrated into optical cavities that enhance their radiative properties and far-field emission pattern. In this work, we demonstrate cavity-enhanced emission from a single impurity-bound exciton in a ZnSe quantum well. We utilize a bullseye cavity structure optimized to feature a small mode volume and a nearly Gaussian far-field transverse mode that can efficiently couple to an optical fiber. The fabricated device displays emission that is more than an order of magnitude brighter than bulk impurity-bound exciton emitters in the ZnSe quantum well, as-well-as clear anti-bunching, which verifies the single photon emission from the source. Time-resolved photoluminescence spectroscopy reveals a Purcell-enhanced radiative decay process with a Purcell factor of 1.43. This work paves the way towards high efficiency spin-photon interfaces using an impurity-doped II-VI semiconductor coupled to nanophotonics.
• Abstract（参考訳）: ZnSe量子井戸における不純物結合励起子は明るい単一光子エミッタであり、フォトニクスベースの量子技術において重要な要素である。 しかし、実用化に必要な効率性を達成するためには、これらのエミッタを光学キャビティに統合し、その放射特性と遠方界放出パターンを高める必要がある。 本研究では,znse量子井戸内の単一不純物結合励起子からのキャビティエンハンスド放出を示す。 我々は,光ファイバーに効率的に結合可能な小モードボリュームとほぼガウスの遠距離横モードを最適化したブルジー空洞構造を用いる。 製造された装置は、znse量子井戸内のバルク不純物バウンド励起子よりも1桁以上明るい発光を、光源からの単一光子放出を検証できる明快なアンチバンチングとして表示する。 時間分解フォトルミネッセンス分光法は、パーセルの1.43の放射分解過程を示す。 この研究は、ナノフォトニクスと結合した不純物ドープII-VI半導体を用いた高効率スピンフォトン界面への道を開いた。

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