論文の概要: Comparative study of quantum emitter fabrication in wide bandgap
materials using localized electron irradiation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.02856v4
- Date: Mon, 26 Feb 2024 11:38:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 04:28:41.632813
- Title: Comparative study of quantum emitter fabrication in wide bandgap
materials using localized electron irradiation
- Title（参考訳）: 局在電子照射による広帯域材料における量子エミッタ作製の比較研究
- Authors: Anand Kumar, Chanaprom Cholsuk, Mohammad N. Mishuk, Mouli Hazra,
Clotilde Pillot, Tjorben Matthes, Tanveer A. Shaik, Asli Cakan, Volker
Deckert, Sujin Suwanna, Tobias Vogl
- Abstract要約: 量子光源は、様々な量子技術応用のための重要な基礎となる要素である。
量子技術の急速な発展に伴い、量子エミッターをホストできる材料への需要が高まっている。
そのような物質の1つのプラットフォームは、六方晶窒化ホウ素(hBN)の蛍光欠陥を使用し、バンドギャップ内の深いサブレベルをホストすることができる。
局所電子照射は、hBNの単一エミッタを誘導する深いサブレベルを生成する効果を示した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.18585053467985
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum light sources are crucial foundational components for various quantum
technology applications. With the rapid development of quantum technology,
there has been a growing demand for materials with the capability of hosting
quantum emitters. One such material platform uses fluorescent defects in
hexagonal boron nitride (hBN) that can host deep sublevels within the bandgap.
The localized electron irradiation has shown its effectiveness in generating
deep sublevels to induce single emitters in hBN. The question is whether
localized (electron beam) irradiation is a reliable tool for creating emitters
in other wide bandgap materials and its uniqueness to hBN. Here, we investigate
and compare the fabrication of quantum emitters in hBN and exfoliated muscovite
mica flakes along with other 3D crystals, such as silicon carbide and gallium
nitride, which are known to host quantum emitters. We used our primary
fabrication technique of localized electron irradiation using a standard
scanning electron microscope. To complement our experimental work, we employed
density functional theory simulations to study the atomic structures of defects
in mica. While our fabrication technique allows one to create hBN quantum
emitters with a high yield and high single photon purity, it is unable to
fabricate single emitters in the other solid-state crystals under
investigation. This allows us to draw conclusions on the emitter fabrication
mechanism in hBN, which could rely on activating pre-existing defects by charge
state manipulation. Therefore, we provide an essential step toward the
identification of hBN emitters and their formation process.
- Abstract（参考訳）: 量子光源は、様々な量子技術応用のための重要な基礎コンポーネントである。
量子技術の急速な発展により、量子エミッターをホストする能力を持つ材料に対する需要が高まっている。
そのような物質プラットフォームの一つは、六方晶窒化ホウ素(hBN)の蛍光欠陥を使用し、バンドギャップ内の深いサブレベルをホストすることができる。
局所電子照射は、hBNの単一エミッタを誘導する深いサブレベルを生成する効果を示した。
問題は、局在(電子ビーム)照射が、他の広帯域材料にエミッタを作成するための信頼できるツールであるかどうかであり、hbnに特有のものである。
そこで本研究では,hbnにおける量子エミッタの生成と,量子エミッタのホストとして知られている炭化ケイ素や窒化ガリウムなどの他の3d結晶との比較を行った。
標準走査型電子顕微鏡を用いた局所電子照射の一次製造法を応用した。
実験を補完するために,mica中の欠陥の原子構造を研究するために密度汎関数理論シミュレーションを用いた。
我々の製造技術は、高収率かつ高光子純度でhBN量子エミッタを生成できるが、研究中の他の固体結晶の単一エミッタを作製することはできない。
これにより、hBNのエミッタ生成機構に結論を導くことができ、これは電荷状態操作による既存の欠陥の活性化に依存する可能性がある。
したがって,hBNエミッタの同定とその生成過程の重要なステップを提供する。
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