論文の概要: Electrical pumping of h-BN single-photon sources in van der Waals heterostructures
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14070v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 06:54:41 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 18:33:40.768919
- Title: Electrical pumping of h-BN single-photon sources in van der Waals heterostructures
- Title（参考訳）: ファンデルワールスヘテロ構造におけるh-BN単一光子源の電気励起
- Authors: Mihyang Yu, Jeonghan Lee, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Jieun Lee,
- Abstract要約: グラフェンとNbSe2電極に原子的に薄いh-BN層を挟む欠陥誘起トンネル電流は、h-BNから持続的かつ反復的に非古典的な光を生成する。
収集された発光光子エネルギーは1.4から2.9eVの範囲で、様々な原子欠陥の電気的励起を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.237044436478257
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Atomic defects in solids offer a versatile basis to study and realize quantum phenomena and information science in various integrated systems. All-electrical pumping of single defects to create quantum light emission has been realized in several platforms including color centers in diamond, silicon carbide, and zinc oxide, which could lead to the circuit network of electrically triggered single-photon sources. However, a wide conduction channel which reduces the carrier injection per defect site has been a major obstacle. Here, we conceive and realize a novel device concept to construct electrically pumped single-photon sources using a van der Waals stacked structure with atomic plane precision. Defect-induced tunneling currents across graphene and NbSe2 electrodes sandwiching an atomically thin h-BN layer allows persistent and repeatable generation of non-classical light from h-BN. The collected emission photon energies range between 1.4 and 2.9 eV, revealing the electrical excitation of a variety of atomic defects. By analyzing the dipole axis of observed emitters, we further confirm that emitters are crystallographic defect complexes of h-BN crystal. Our work facilitates implementing efficient and miniaturized single-photon devices in van der Waals platforms toward applications in quantum optoelectronics.
- Abstract（参考訳）: 固体の原子欠陥は、様々な統合システムにおける量子現象と情報科学の研究と実現のための汎用的な基礎を提供する。
ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化亜鉛の発色中心を含むいくつかのプラットフォームにおいて、単一欠陥の全ての電界励起が実現されており、これは電気的に誘起される単一光子源の回路ネットワークに繋がる可能性がある。
しかし, 欠陥部位当たりのキャリア注入を減少させる広い伝導チャネルが大きな障害となっている。
そこで我々は、原子面精度のファンデルワールス積層構造を用いて、電気的に励起された単一光子源を構築する新しい装置の概念を考案し、実現した。
グラフェンとNbSe2電極に原子的に薄いh-BN層を挟む欠陥誘起トンネル電流は、h-BNから持続的かつ反復的に非古典的な光を生成する。
収集された発光光子エネルギーは1.4から2.9eVの範囲で、様々な原子欠陥の電気的励起を示す。
観測エミッタの双極子軸を解析することにより、エミッタがh-BN結晶の結晶欠陥複合体であることをさらに確認する。
我々の研究は、ファンデルワールスプラットフォームにおける量子光学応用に向けた、効率的で小型化された単一光子デバイスの実装を容易にする。
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