論文の概要: Characterization of the spin and crystal field Hamiltonian of erbium dopants in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.06571v1
- Date: Tue, 10 Sep 2024 15:07:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-11 17:11:29.983059
- Title: Characterization of the spin and crystal field Hamiltonian of erbium dopants in silicon
- Title（参考訳）: ケイ素中のエルビウムドーパタンのスピン及び結晶場ハミルトニアンのキャラクタリゼーション
- Authors: Adrian Holzäpfel, Stephan Rinner, Kilian Sandholzer, Andreas Gritsch, Thierry Chanelière, Andreas Reiserer,
- Abstract要約: Er:Siプラットフォームは、ウェハスケールのナノファブリケーション技術と光ファイバーの最小損失帯域におけるコヒーレントエミッションを組み合わせています。
近年の研究では、エルビウムを再現的に集積できるシリコン格子の2つの異なる部位が報告されている。
これは、エルビウムのサイトを詳細に理解するための重要なステップであり、統合の収量を改善するのに役立つかもしれない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The integration of coherent emitters into low-loss photonic circuits is a key technology for quantum networking. In this context, nanophotonic silicon devices implanted with erbium are a promising hardware platform that combines advanced wafer-scale nanofabrication technology with coherent emission in the minimal-loss band of optical fibers. Recent studies have reported two distinct sites in the silicon lattice in which erbium can be reproducibly integrated with particularly promising properties. Here, for an in-depth analysis of these sites, resonant fluorescence spectroscopy is performed on a nanophotonic waveguide in magnetic fields applied along different orientations. In this way, the site symmetry is determined, the spin Hamiltonian is reconstructed and a partial fit of the crystal field Hamiltonian is performed. The obtained quantitative description of the magnetic interaction allows the optimization of Zeeman splittings, optical branching ratios or microwave driving to the needs of future experiments. Beyond that, the derived site symmetry constrains the location of the erbium dopant in the silicon unit cell. This is a key step towards a detailed microscopic understanding of the erbium sites, which may help to improve the integration yield, thus paving the way to efficient nanophotonic quantum memories based on the Er:Si platform.
- Abstract（参考訳）: コヒーレントエミッターを低損失フォトニック回路に統合することは量子ネットワークの重要な技術である。
この文脈では、エルビウムを注入したナノフォトニックシリコンデバイスは、高度なウェハスケールナノファブリケーション技術と光ファイバーの最小損失帯域におけるコヒーレントエミッションを組み合わせた、有望なハードウェアプラットフォームである。
近年の研究では、エルビウムを再現的に、特に有望な性質と統合できるシリコン格子の2つの異なる部位が報告されている。
ここでは、これらの部位の詳細な分析のために、異なる配向に沿って磁場を印加したナノフォトニック導波路上で共鳴蛍光分光を行う。
このように、サイト対称性が決定され、スピンハミルトニアンが再構成され、結晶場ハミルトニアンが部分的に適合する。
得られた磁気相互作用の定量的記述により、ゼーマン分割、光分岐比、マイクロ波駆動を将来の実験の必要性に最適化することができる。
さらに、誘導された部位対称性は、シリコン単位セル内のエルビウムドーパントの位置を制約する。
これは、エルビウムのサイトを詳細に理解するための重要なステップであり、積分の収量を改善するのに役立ち、Er:Siプラットフォームに基づく効率的なナノフォトニクス量子メモリへの道を開く。
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