論文の概要: Plasmonic Nanocavity to Boost Single Photon Emission from Defects in Thin Hexagonal Boron Nitride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09683v2
- Date: Tue, 22 Oct 2024 19:11:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-24 13:51:52.310425
- Title: Plasmonic Nanocavity to Boost Single Photon Emission from Defects in Thin Hexagonal Boron Nitride
- Title（参考訳）: 薄い六方晶窒化ホウ素中の欠陥からの単一光子放出を促進するプラズモニックナノキャビティ
- Authors: Mohammadjavad Dowran, Ufuk Kilic, Suvechhya Lamichhane, Adam Erickson, Joshua Barker, Mathias Schubert, Sy-Hwang Liou, Christos Argyropoulos, Abdelghani Laraoui,
- Abstract要約: ナノスケール固体材料に基づく単一光子エミッタは、速い発光速度と強い輝度要求を満たす。
提案したハイブリッドナノフォトニクス構造は、室温での単一光子放出の高速化と大幅な増強を実現する。
提案した量子ナノキャビティ単一光子源は、室温集積型量子フォトニクスネットワークにおいて最重要となることが期待されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Efficient and compact single photon emission platforms operating at room temperature with ultrafast speed and high brightness will be fundamental components of the emerging quantum communications and computing fields. However, so far, it is very challenging to design practical deterministic single photon emitters based on nanoscale solid-state materials that meet the fast emission rate and strong brightness demands. Here, a solution is provided to this longstanding problem by using metallic nanocavities integrated with hexagonal boron nitride (hBN) flakes with defects acting as nanoscale single photon emitters (SPEs) at room temperature. The presented hybrid nanophotonic structure creates a rapid speedup and large enhancement in single photon emission at room temperature. Hence, the nonclassical light emission performance is substantially improved compared to plain hBN flakes and hBN on gold-layered structures without nanocavity. Extensive theoretical calculations are also performed to accurately model the new hybrid nanophotonic system and prove that the incorporation of plasmonic nanocavity is key to efficient SPE performance. The proposed quantum nanocavity single photon source is expected to be an element of paramount importance to the envisioned room-temperature integrated quantum photonic networks.
- Abstract（参考訳）: 超高速で高輝度で室温で動作する効率よくコンパクトな単一光子放出プラットフォームは、新興量子通信および計算分野の基本的な構成要素である。
しかし、これまでのところ、高速発光速度と強い輝度要求を満たすナノスケール固体材料に基づいて、実用的な決定論的単一光子放出体を設計することは極めて困難である。
ここでは、ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)フレークと一体化した金属ナノキャビティを用いて、室温でナノスケールの単一光子エミッタ(SPE)として機能する欠陥を解決した。
提案したハイブリッドナノフォトニクス構造は、室温での単一光子放出の高速化と大幅な増強を実現する。
したがって、ナノキャビティのない金層構造では、通常のhBNフレークやhBNに比べて、非古典的な発光性能が大幅に向上する。
また、新しいハイブリッドナノフォトニクス系を正確にモデル化し、プラズモンナノキャビティを組み込むことが効率的なSPE性能の鍵であることを証明するために、広範囲な理論計算が実施されている。
提案した量子ナノキャビティ単一光子源は、室温集積型量子フォトニクスネットワークにおいて最重要となることが期待されている。
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