論文の概要: Spectral stability of V2 centres in sub-micron 4H-SiC membranes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.12617v3
- Date: Thu, 4 Apr 2024 06:49:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-05 13:33:07.532515
- Title: Spectral stability of V2 centres in sub-micron 4H-SiC membranes
- Title（参考訳）: サブミクロン4H-SiC膜におけるV2中心のスペクトル安定性
- Authors: Jonah Heiler, Jonathan Körber, Erik Hesselmeier, Pierre Kuna, Rainer Stöhr, Philipp Fuchs, Misagh Ghezellou, Jawad Ul-Hassan, Wolfgang Knolle, Christoph Becher, Florian Kaiser, Jörg Wrachtrup,
- Abstract要約: 炭化ケイ素のカラーセンターは、有望な半導体量子技術プラットフォームとして出現する。
シリコン空孔中心は, サブミクロンシリコン炭化物膜に統合できることが示されている。
- 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: Colour centres in silicon carbide emerge as a promising semiconductor quantum technology platform with excellent spin-optical coherences.However, recent efforts towards maximising the photonic efficiency via integration into nanophotonic structures proved to be challenging due to reduced spectral stabilities. Here, we provide a large-scale systematic investigation on silicon vacancy centres in thin silicon carbide membranes with thicknesses down to $0.25\,\rm\mu m$. Our membrane fabrication process involves a combination of chemical mechanical polishing, reactive ion etching, and subsequent annealing. This leads to highly reproducible membranes with roughness values of $3-4\,\rm\r{A}$, as well as negligible surface fluorescence. We find that silicon vacancy centres show close-to lifetime limited optical linewidths with almost no signs of spectral wandering down to membrane thicknesses of $0.7 \,\rm\mu m$. For silicon vacancy centres in thinner membranes down to $0.25\,\rm\mu m$, we observe spectral wandering, however, optical linewidths remain below $200\,\rm MHz$, which is compatible with spin-selective excitation schemes. Our work clearly shows that silicon vacancy centres can be integrated into sub-micron silicon carbide membranes, which opens the avenue towards obtaining the necessary improvements in photon extraction efficiency based on nanophotonic structuring.
- Abstract（参考訳）: 炭化ケイ素中の色中心は、優れたスピン光学コヒーレンスを持つ有望な半導体量子技術プラットフォームとして出現するが、近年のナノフォトニック構造への集積による光効率の最大化への取り組みは、スペクトル安定性の低下により困難であることが判明した。
ここでは, 厚さが0.25\,\rm\mu m$までの炭化ケイ素薄膜中のシリコン空孔中心を大規模に解析する。
製膜工程は, 化学機械研磨, 反応性イオンエッチング, およびその後の熱処理を組み合わせた。
これにより、粗さ値が3-4\,\rm\r{A}$の高再現性膜と、無視可能な表面蛍光が生じる。
シリコン空孔中心は、波長が0.7 \,\rm\mu m$の膜厚までさまようスペクトルの兆候がほとんどない、光線幅がほぼ一生に限られていることが判明した。
薄膜中のシリコン空孔中心が0.25\,\rm\mu m$以下の場合、光線幅は200\,\rm MHz$以下であり、スピン選択励起スキームと互換性がある。
本研究は, シリコン空孔中心をサブミクロンシリコン炭化物膜に統合し, ナノフォトニック構造に基づく光子抽出効率の向上に向けての道を開くことを明らかにした。
関連論文リスト
- Generation of photon pairs through spontaneous four-wave mixing in thin nonlinear layers [67.410870290301]
絡み合った光子のペアは、フォトニック量子技術の鍵となる資源である。
自然パラメトリックダウン変換(SPDC)の実証に成功したにもかかわらず、自然四波混合(SFWM)の研究はほとんどない。
SFWMは、等方性と中心対称を含むどんなナノ構造でも実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-03T12:30:06Z) - Cavity enhancement of V2 centers in 4H-SiC with a fiber-based Fabry-Pérot microcavity [0.43497782635756654]
4H-ケイ素炭化ケイ素(SiC)のシリコン空孔中心は長寿命の電子スピンを持ち、同時にスピン分解光遷移を持つ。
これらのインターフェースは量子ネットワークの重要な構成要素であり、セキュアな通信と分散量子コンピューティングを可能にすることを約束する。
本研究では, SiC膜内にV2中心をファイバベースのFabry-P'ero'tマイクロキャビティに統合する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-08T16:02:51Z) - Tunable cavity coupling to spin defects in 4H-silicon-carbide-on-insulator platform [10.663173488976133]
スケーラブル薄膜4H-SiCナノフォトニクスにおけるPL4希薄スピン欠陥のマイクロリングキャビティへの集積
これらの進歩はSiCベースの量子フォトニック回路の開発の基礎となった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-28T06:11:08Z) - Single photon emitters in monolayer semiconductors coupled to transition metal dichalcogenide nanoantennas on silica and gold substrates [49.87501877273686]
遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)単一光子エミッタは、量子情報応用に多くの利点をもたらす。
シリコンやガリウムホスプヒド(GaP)などのナノ共振器の製造に用いられる伝統的な材料は、高い屈折率の基質を必要とすることが多い。
ここでは,多層TMDで作製したナノアンテナ(NA)を用いて,基板選択による完全な柔軟性を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-02T07:44:29Z) - Purcell enhancement and spin spectroscopy of silicon vacancy centers in silicon carbide using an ultra-small mode-volume plasmonic cavity [0.0]
我々は,V$_Si$センターとプラズモンナノキャビティの統合を報告した。
この結果は、量子ネットワーク技術の進歩に向けたナノフォトニック構造の可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-08T13:51:10Z) - Nanocavity-mediated Purcell enhancement of Er in TiO$_2$ thin films
grown via atomic layer deposition [0.9822586588159397]
3価エルビウム(Er$3+$)は固体の原子欠陥として埋め込まれており、量子通信のためのスピンベースの量子メモリとして期待されている。
シリコン基板上へのErドープ二酸化チタン薄膜成長について, 鋳造性原子層堆積法を用いて検討した。
本研究は,Erドープ材料とシリコンフォトニクスを一体化するための低温・非破壊・基板非依存プロセスを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-23T22:41:56Z) - Direct-bonded diamond membranes for heterogeneous quantum and electronic technologies [27.85132301368795]
ダイヤモンドは、幅広い量子および電子技術の材料特性を最上位に挙げている。
ここでは, 単結晶ダイヤモンド膜をシリコン, 溶融シリカ, サファイア, 熱酸化物, ニオブ酸リチウムなど様々な材料に直接結合する。
我々の結合プロセスは、カスタマイズされた膜合成、転写、乾燥表面の官能化を組み合わせ、最小限の汚染を可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-07T13:07:40Z) - Photophysics of Intrinsic Single-Photon Emitters in Silicon Nitride at
Low Temperatures [97.5153823429076]
窒化ケイ素中の固有の単一光子発光体を製造するためのロバストなプロセスが最近確立されている。
これらのエミッタは、室温操作と、技術的に成熟した窒化ケイ素フォトニクスプラットフォームとのモノリシックな統合による量子応用の可能性を示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-25T19:53:56Z) - Van der Waals Materials for Applications in Nanophotonics [49.66467977110429]
本稿では, ナノフォトニクスプラットフォームとして, 層状ファンデルワールス結晶(vdW)を創出する。
機械的に剥離した薄膜(20-200nm)ファンデルワールス結晶の誘電応答を抽出し, 高い屈折率をn=5。
SiO$と金でナノアンテナを作製し,vdW薄膜と各種基板との相溶性を利用した。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-12T12:57:14Z) - Tunable and Transferable Diamond Membranes for Integrated Quantum
Technologies [48.634695885442504]
ナノスケールの均一なダイヤモンド膜は「スマートカット」と異方性(12C)の精製過剰成長によって合成される。
110nmの厚膜では、個々のゲルマニウム空孔(GeV-)中心は5.4Kで安定な光ルミネッセンスを示し、平均光遷移線幅は125MHzである。
このプラットフォームは、コヒーレントな色中心を持つダイヤモンド膜を量子技術に統合することを可能にする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-23T17:18:39Z) - Tunable quantum photonics platform based on fiber-cavity enhanced single
photon emission from two-dimensional hBN [52.915502553459724]
本研究では, 化学気相蒸着により成長する多層hBNの欠陥中心と繊維系ファブリペロキャビティからなるハイブリッドシステムを提案する。
キャビティファンネリングにより, 最大50倍, 等強度のライン幅狭帯域化を実現した。
我々の研究は、実用的な量子技術において、繊維ベースのキャビティと結合した2次元材料を配置する上で重要なマイルストーンとなる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-23T14:20:46Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。