論文の概要: Isolation of individual Er quantum emitters in anatase TiO$_2$ on Si photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02810v1
• Date: Tue, 4 Jun 2024 22:51:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-06 22:37:23.686962
• Title: Isolation of individual Er quantum emitters in anatase TiO$_2$ on Si photonics
• Title（参考訳）: Siフォトニクス上のアナターゼTiO$_2$における個々のEr量子エミッタの分離
• Authors: Cheng Ji, Robert M. Pettit, Shobhit Gupta, Gregory D. Grant, Ignas Masiulionis, Ananthesh Sundaresh, Skylar Deckoff--Jones, Max Olberding, Manish K. Singh, F. Joseph Heremans, Supratik Guha, Alan M. Dibos, Sean E. Sullivan,
• Abstract要約: 単一光子源と量子メモリは、長距離量子ネットワークに必要な量子リピータの構成要素である。 本研究では, シリコンオン絶縁体 (SOI) 上にモノリシックに集積した二酸化チタン薄膜において, 単一Er$3+$イオンの光学的分離を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0249646720847876
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Defects and dopant atoms in solid state materials are a promising platform for realizing single photon sources and quantum memories, which are the basic building blocks of quantum repeaters needed for long distance quantum networks. In particular, trivalent erbium (Er$^{3+}$) is of interest because it couples C-band telecom optical transitions with a spin-based memory platform. In order to produce quantum repeaters at the scale required for a quantum internet, it is imperative to integrate these necessary building blocks with mature and scalable semiconductor processes. In this work, we demonstrate the optical isolation of single Er$^{3+}$ ions in CMOS-compatible titanium dioxide (TiO$_2$) thin films monolithically integrated on a silicon-on-insulator (SOI) photonics platform. Our results demonstrate a first step toward the realization of a monolithically integrated and scalable quantum photonics package based on Er$^{3+}$ doped thin films.
• Abstract（参考訳）: 固体材料中の欠陥とドーパント原子は、長距離量子ネットワークに必要な量子リピータの基本構成要素である単一光子源と量子メモリを実現するための有望なプラットフォームである。 特に、三価エルビウム(Er$^{3+}$)は、Cバンドの光通信遷移とスピンベースのメモリプラットフォームを結合するため、興味がある。 量子インターネットに必要なスケールで量子リピータを生成するためには、これらの必要なビルディングブロックと成熟したスケーラブルな半導体プロセスを統合することが不可欠である。 本研究では、シリコンオン絶縁体(SOI)フォトニクスプラットフォーム上にモノリシックに統合されたCMOS互換二酸化チタン(TiO$_2$)薄膜の単一Er$^{3+}=イオンの光学的分離を実証する。 本稿では,Er$^{3+}$ドープ薄膜をベースとしたモノリシック集積でスケーラブルな量子フォトニクスパッケージの実現に向けた第一歩を示す。

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