論文の概要: Bright and Purcell-enhanced single photon emission from a silicon G center
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.10603v1
- Date: Fri, 13 Dec 2024 23:10:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-17 13:55:08.680330
- Title: Bright and Purcell-enhanced single photon emission from a silicon G center
- Title(参考訳): シリコンG中心からの発光とパーセルによる単一光子放出
- Authors: Kyu-Young Kim, Chang-Min Lee, Amirehsan Boreiri, Purbita Purkayastha, Fariba Islam, Samuel Harper, Je-Hyung Kim, Edo Waks,
- Abstract要約: シリコンG中心からの明るいパーセルエミッションをナノフォトニックキャビティに結合して示す。
我々は0.97nsの自然放出率を得るが、これはシリコンで報告された最も速い単一光子放出率である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.2413409939867421
- License:
- Abstract: Silicon G centers show significant promise as single photon sources in a scalable silicon platform. But these color centers have large non-radiative decay and a low Debye-Waller factor, limiting their usability in quantum applications. In this work, we demonstrate bright Purcell-enhanced emission from a silicon G center by coupling it to a nanophotonic cavity. The nanobeam cavity enhances the spontaneous emission rate of a single G center by a factor of 6, corresponding to a Purcell factor greater than 31 when accounting for decay into the phonon sideband. We obtain a spontaneous emission rate of 0.97 ns, which is the fastest single photon emission rate reported in silicon. With this radiative enhancement, we achieve an order of magnitude improvement in emitter brightness compared to previously reported values. These results pave the way for scalable quantum light sources on a silicon photonic chip.
- Abstract(参考訳): シリコンGセンターは、スケーラブルなシリコンプラットフォームにおいて、単一の光子ソースとして大きな可能性を秘めている。
しかし、これらの色中心は大きな非放射性崩壊と低いデバイ・ウォーラー因子を持ち、量子応用における使用性を制限している。
本研究では, シリコンG中心からの明るいパーセル励起発光を, ナノフォトニックキャビティに結合させることで実証する。
ナノビームキャビティは、フォノン側バンドに崩壊する際、Purcell因子に対応する6の因子で単一のG中心の自然放出率を高める。
我々は0.97nsの自然放出率を得るが、これはシリコンで報告された最も速い単一光子放出率である。
この放射強度向上により, 従来報告した値に比べて発光輝度が大幅に向上した。
これらの結果は、シリコンフォトニックチップ上のスケーラブルな量子光源への道を開いた。
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