論文の概要: Bottom-up Fabrication of 2D Rydberg Exciton Arrays in Cuprous Oxide

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03880v1
• Date: Wed, 7 Aug 2024 16:28:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-08 12:44:51.420943
• Title: Bottom-up Fabrication of 2D Rydberg Exciton Arrays in Cuprous Oxide
• Title（参考訳）: 立方体酸化物中の2次元リドバーグエキシトンアレイのボトムアップ加工
• Authors: Kinjol Barua, Samuel Peana, Arya Deepak Keni, Vahagn Mkhitaryan, Vladimir Shalaev, Yong P. Chen, Alexandra Boltasseva, Hadiseh Alaeian,
• Abstract要約: Cuprous oxide(textCu_2textO$)は、スケーラブルな量子技術のための有望な媒体として登場した。 本研究は、$textCu_2textO$マイクロ粒子のサイト選択配列のボトムアップ加工を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.82692226532414
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Solid-state platforms provide exceptional opportunities for advancing on-chip quantum technologies by enhancing interaction strengths through coupling, scalability, and robustness. Cuprous oxide ($\text{Cu}_{2}\text{O}$) has recently emerged as a promising medium for scalable quantum technology due to its high-lying Rydberg excitonic states, akin to those in hydrogen atoms. To harness these nonlinearities for quantum applications, the confinement dimensions must match the Rydberg blockade size, which can reach several microns in $\text{Cu}_{2}\text{O}$. Using a CMOS-compatible growth technique, this study demonstrates the bottom-up fabrication of site-selective arrays of $\text{Cu}_{2}\text{O}$ microparticles. We observed Rydberg excitons up to the principal quantum number $n$=5 within these $\text{Cu}_{2}\text{O}$ arrays on a quartz substrate and analyzed the spatial variation of their spectrum across the array, showing robustness and reproducibility on a large chip. These results lay the groundwork for the deterministic growth of $\text{Cu}_{2}\text{O}$ around photonic structures, enabling substantial light-matter interaction on integrated photonic platforms and paving the way for scalable, on-chip quantum devices.
• Abstract（参考訳）: ソリッドステートプラットフォームは、結合、スケーラビリティ、堅牢性を通じて相互作用の強みを強化することで、オンチップ量子技術を前進させる特別な機会を提供する。 クトース酸化物(\text{Cu}_{2}\text{O}$)は、水素原子に類似した高密度のリドベルク励起状態のため、スケーラブルな量子技術のための有望な媒体として最近登場した。 量子応用にこれらの非線形性を利用するためには、閉じ込め次元は、数ミクロンの$\text{Cu}_{2}\text{O}$に到達できるリドベルク封鎖サイズと一致しなければならない。 本研究では, CMOS互換成長法を用いて, $\text{Cu}_{2}\text{O}$マイクロ粒子のサイト選択配列のボトムアップ加工を実証する。 我々は、これらの石英基板上の配列内の主量子数 $n$=5 まで、Rydberg の励起子を観察し、それらのスペクトルの空間的変動を分析し、大きなチップ上での堅牢性と再現性を示した。 これらの結果は、フォトニック構造を中心とした$\text{Cu}_{2}\text{O}$の決定論的成長の基礎となり、集積フォトニックプラットフォーム上での相当な光-物質相互作用を可能にし、スケーラブルでオンチップの量子デバイスへの道を開いた。

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