論文の概要: Cavity-Enhanced Emission and Absorption of Color Centers in a Diamond Membrane With Selectable Strain
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20205v1
- Date: Thu, 30 May 2024 16:08:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-31 13:29:24.534090
- Title: Cavity-Enhanced Emission and Absorption of Color Centers in a Diamond Membrane With Selectable Strain
- Title（参考訳）: 選択ひずみを有するダイヤモンド膜におけるキャビティによる色中心の発光と吸収
- Authors: Robert Berghaus, Selene Sachero, Gregor Bayer, Julia Heupel, Tobias Herzig, Florian Feuchtmayr, Jan Meijer, Cyril Popov, Alexander Kubanek,
- Abstract要約: ダイヤモンド中のIV族色中心は最も有望な光学活性スピン系である。
単結晶ダイヤモンド膜における誘起ひずみにより, 基底状態の分裂を最大で1等級に増大させる。
パーセルによるエミッター寿命の1ns未満の2倍の減少と合わせて、この系は4Kの適度な温度で有望なスピン光子界面となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.006376530375064
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Group IV color centers in diamond are among the most promising optically active spin systems with strong optical transitions and long spin coherences. The ground-state splitting of the center is particularly important to suppress the interaction with coherence-limiting phonons, which improves the coherence properties and sets the upper limit for the operating temperature. Negatively charged silicon-vacancy centers have an ordinary ground-state splitting of only 48GHz, resulting in required temperatures below one Kelvin, which can only be achieved by dilution refrigerators. Here, we increase the ground-state splitting by up to an order of magnitude by induced strain in a single-crystal diamond membrane. Furthermore, we demonstrate cavity-assisted spectroscopy enabled by coupling the emitter ensemble with a selectable strain to the mode of a Fabry-Perot microcavity. Calculation of the absorption cross-section yields $\sigma_{ens} = $4.9*10^-11 cm^2. Together with the Purcell-enhanced twofold reduction in emitter lifetime below 1ns, this makes the system a promising spin-photon interface at moderate temperatures of 4K.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のIV族色中心は、強い光遷移と長いスピンコヒーレンスを持つ最も有望な光学活性スピン系の一つである。
中心の基底状態分裂は、コヒーレンス限界フォノンとの相互作用を抑制するために特に重要であり、コヒーレンス特性を改善し、運転温度の上限を設定する。
負の電荷を持つシリコン空孔中心は48GHzの通常の基底状態分裂しか持たないため、1つのケルビンより低い温度が要求されるが、これは希釈冷凍機でしか達成できない。
ここでは,単結晶ダイヤモンド膜における誘起ひずみにより,基底状態の分裂を最大で1等級に増大させる。
さらに,Fabry-Perotマイクロキャビティのモードに対して,エミッタアンサンブルと選択可能なひずみを結合させることによりキャビティアシスト分光を実現できることを示す。
吸収断面積の計算は$\sigma_{ens} = 4.9*10^-11 cm^2 となる。
パーセルによるエミッター寿命の1ns未満の2倍の減少と合わせて、この系は4Kの適度な温度で有望なスピン光子界面となる。
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