論文の概要: Sub-2 Kelvin characterization of nitrogen-vacancy centers in silicon carbide nanopillars

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10509v3
• Date: Fri, 10 Jan 2025 18:55:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-13 18:45:10.312430
• Title: Sub-2 Kelvin characterization of nitrogen-vacancy centers in silicon carbide nanopillars
• Title（参考訳）: Sub-2 炭化ケイ素ナノピラーにおける窒素空孔中心のケルビン特性(ポスター発表)
• Authors: Victoria A. Norman, Sridhar Majety, Alex H. Rubin, Pranta Saha, Jeanette Simo, Bradi Palomarez, Liang Li, Pietra B. Curro, Scott Dhuey, Selven Virasawmy, Marina Radulaski,
• Abstract要約: 我々は、4H-SiCの窒素空孔(NV)中心である有望な近赤外線量子エミッタを選択し、それをアンサンブルレベルに統合する。 我々は、光クライオスタットのチャンバー内に、互換性のある超伝導ナノワイヤ単光子検出器を内蔵し、ICECAPシステムを構築した。 ICECAP測定では,NVアンサンブル放出のライン幅を最大14倍に拡大することは認められなかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7333781189681337
• License:
• Abstract: The development of efficient quantum communication technologies depends on the innovation in multiple layers of its implementation, a challenge we address from the fundamental properties of the physical system at the nano-scale to the instrumentation level at the macro-scale. We select a promising near infrared quantum emitter, the nitrogen-vacancy (NV) center in 4H-SiC, and integrate it, at an ensemble level, with nanopillar structures that enhance photon collection efficiency into an objective lens. Moreover, changes in collection efficiency in pillars compared to bulk can serve as indicators of color center orientation in the lattice. To characterize NV center properties at the unprecedented sub-2 Kelvin temperatures, we incorporate compatible superconducting nanowire single photon detectors inside the chamber of an optical cryostat and create the ICECAP, the Integrated Cryogenic system for Emission, Collection And Photon-detection. ICECAP measurements show no significant linewidth broadening of NV ensemble emission and up to 14-fold enhancement in collected emission. With additional filtering, we measure emitter lifetimes of NV centers in a basal ($hk$) and an axial ($kk$) orientation unveiling their cryogenic values of 2.2 ns and 2.8 ns.
• Abstract（参考訳）: 効率的な量子通信技術の開発は、ナノスケールの物理系の基本特性からマクロスケールの計測レベルまで、その実装の複数の層における革新に依存している。 我々は、4H-SiCの窒素空孔(NV)中心である有望な近赤外線量子エミッタを選択し、それをアンサンブルレベルで、光子収集効率を高めるナノピラー構造と統合する。 さらに、バルクに比べて柱の集光効率の変化は格子内の色中心配向の指標となる。 ケルビン温度でNV中心特性を特徴付けるため,光クライオスタットの室内に超伝導ナノワイヤ単光子検出器を内蔵し,発光・集光・光子検出用集積極低温システムICECAPを開発した。 ICECAP測定では,NVアンサンブル放出のライン幅を最大14倍に拡大することは認められなかった。 さらなるフィルタリングにより、NV中心のエミッター寿命を基底(hk$)と軸(kk$)で測定し、2.2nsおよび2.8nsの低温発生値を公開する。

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