論文の概要: Fabrication of quantum emitters in aluminium nitride by Al-ion
implantation and thermal annealing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20540v1
- Date: Tue, 31 Oct 2023 15:21:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 14:29:28.045720
- Title: Fabrication of quantum emitters in aluminium nitride by Al-ion
implantation and thermal annealing
- Title（参考訳）: Alイオン注入と熱アニールによる窒化アルミニウム中の量子エミッタの作製
- Authors: E. Nieto Hern\'andez, H.B. Ya\u{g}c{\i}, V. Pugliese, P. Apr\`a, J. K.
Cannon, S. G. Bishop, J. Hadden, S. Ditalia Tchernij, Olivero, A.J. Bennett,
J. Forneris
- Abstract要約: 広帯域材料中の単一光子エミッタ(SPE)は、室温で動作する単一光子源の開発に魅力的なプラットフォームである。
III族窒化物は、物質の大きなバンドギャップ内での深いエネルギー準位に起因する効率的なSPEを担っていることが以前は示されていた。
最近, 窒化ガリウム (GaN) および窒化アルミニウム (AlN) の欠陥中心からの反結合放出が実証されている。
- 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: Single-photon emitters (SPEs) within wide-bandgap materials represent an
appealing platform for the development of single-photon sources operating at
room temperatures. Group III- nitrides have previously been shown to host
efficient SPEs which are attributed to deep energy levels within the large
bandgap of the material, in a way that is similar to extensively investigated
colour centres in diamond. Anti-bunched emission from defect centres within
gallium nitride (GaN) and aluminium nitride (AlN) have been recently
demonstrated. While such emitters are particularly interesting due to the
compatibility of III-nitrides with cleanroom processes, the nature of such
defects and the optimal conditions for forming them are not fully understood.
Here, we investigate Al implantation on a commercial AlN epilayer through
subsequent steps of thermal annealing and confocal microscopy measurements. We
observe a fluence-dependent increase in the density of the emitters, resulting
in creation of ensembles at the maximum implantation fluence. Annealing at 600
{\deg}C results in the optimal yield in SPEs formation at the maximum fluence,
while a significant reduction in SPE density is observed at lower fluences.
These findings suggest that the mechanism of vacancy formation plays a key role
in the creation of the emitters, and open new perspectives in the defect
engineering of SPEs in solid state.
- Abstract（参考訳）: 広帯域材料中の単一光子エミッタ(SPE)は、室温で動作する単一光子源の開発に魅力的なプラットフォームである。
III族窒化物は、ダイヤモンドの広範な色中心と類似した方法で、材料の大きなバンドギャップ内での深いエネルギーレベルに起因する効率的なSPEを担っていることが以前は示されていた。
最近, 窒化ガリウム (GaN) および窒化アルミニウム (AlN) の欠陥中心からの反結合放出が実証されている。
このようなエミッタは、クリーンルームプロセスとiii-窒化物の相溶性のため特に興味深いが、そのような欠陥の性質や形成条件が完全には理解されていない。
そこで本研究では,AlN膜へのAl注入を熱アニール法および共焦点顕微鏡による測定により検討した。
我々は,エミッタの密度のフラエンス依存性の増加を観察し,最大着床フラエンスでアンサンブルを発生させる。
600 {\deg}Cでの焼鈍により, 最大発散時のSPE生成の最適収率, 低発散時のSPE密度の顕著な低下が観察された。
これらの結果から, 空孔形成機構はエミッタの生成に重要な役割を果たし, SPEの固体における欠陥工学における新たな視点が開かれたことが示唆された。
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