論文の概要: Laser Activation of Single Group-IV Colour Centres in Diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.07421v1
• Date: Wed, 11 Sep 2024 17:07:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-12 13:41:10.292442
• Title: Laser Activation of Single Group-IV Colour Centres in Diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の1基IV色中心のレーザー活性化
• Authors: Xingrui Cheng, Andreas Thurn, Guangzhao Chen, Gareth S. Jones, Maddison Coke, Mason Adshead, Cathryn P. Michaels, Osman Balci, Andrea C. Ferrari, Mete Atatüre, Richard Curry, Jason M. Smith, Patrick S. Salter, Dorian A. Gangloff,
• Abstract要約: ダイヤモンド中のグループIV色中心に基づくスピン光子インターフェースは、量子ネットワークのための有望なプラットフォームを提供する。 この分野の主な課題は、正確な単一欠陥の位置決めとアクティベーションを実現することである。 サイト制御イオン注入を用いたスズ空洞(SnV-)センターの2段階製造法を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3170091398045088
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spin-photon interfaces based on group-IV colour centres in diamond offer a promising platform for quantum networks. A key challenge in the field is realizing precise single-defect positioning and activation, which is crucial for scalable device fabrication. Here we address this problem by demonstrating a two-step fabrication method for tin vacancy (SnV-) centres that uses site-controlled ion implantation followed by local femtosecond laser annealing with in-situ spectral monitoring. The ion implantation is performed with sub-50 nm resolution and a dosage that is controlled from hundreds of ions down to single ions per site, limited by Poissonian statistics. Using this approach, we successfully demonstrate site-selective creation and modification of single SnV- centres. The technique opens a window onto materials tuning at the single defect level, and provides new insight into defect structures and dynamics during the annealing process. While demonstrated for SnV- centres, this versatile approach can be readily generalised to other implanted colour centres in diamond and wide-bandgap materials.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のグループIV色中心に基づくスピン光子インターフェースは、量子ネットワークのための有望なプラットフォームを提供する。 この分野における重要な課題は、スケーラブルなデバイス製造に不可欠である、正確な単一欠陥位置決めとアクティベーションを実現することだ。 そこで本研究では, サイト制御イオン注入を用いたスズ空洞(SnV-)センターの2段階製造法と, その場スペクトルモニタリングによる局所フェムト秒レーザー熱処理を併用して, この問題に対処する。 イオン注入は50nm以下の分解能と、ポアソン統計によって制限された数百のイオンから1箇所に1つのイオンに制御された量で実行される。 提案手法を用いて,SnV-中心のサイト選択的生成と修正を成功させた。 この技術は、単一欠陥レベルにおける材料チューニングの窓を開き、アニーリングプロセス中の欠陥構造とダイナミクスに関する新たな洞察を提供する。 SnV中心で実証されているが、この多用途アプローチはダイヤモンドやワイドバンドギャップ材料に移植された他の色中心に容易に一般化できる。

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