論文の概要: Generation of narrowband quantum emitters in hBN with optically addressable spins
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.15341v1
- Date: Sat, 25 Jan 2025 22:56:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-28 13:55:59.999694
- Title: Generation of narrowband quantum emitters in hBN with optically addressable spins
- Title（参考訳）: 光アドレススピンを持つhBNにおける狭帯域量子エミッタの生成
- Authors: Benjamin Whitefield, Helen Zhi Jie Zeng, James Liddle-Wesolowski, Islay O. Robertson, Viktor Ivády, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Milos Toth, Jean-Philippe Tetienne, Igor Aharonovich, Mehran Kianinia,
- Abstract要約: 我々は、高密度、狭帯域、光活性スピン遷移を持つ量子エミッタを生成するhBNフレークの熱処理を単一ステップで行う。
注目すべきことに、エミッターの25%以上が室温で光スピンの読み出しの明確なサインを示しており、これまで報告された全ての結果を桁違いに上回っている。
我々の研究はhBNにおけるスピン錯体の理解を前進させ、量子センシングと情報処理に応用した層状vdW材料における単一スピン-光子界面を舗装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.16365624921211983
- License:
- Abstract: Electron spins coupled with optical transitions in solids stand out as a promising platform for developing spin-based quantum technologies. Recently, hexagonal boron nitride (hBN) - a layered Van der Waals (vdW) crystal, has emerged as a promising host for optically addressable spin systems. However, to date, on-demand generation of isolated single photon emitters with pre-determined spin transitions has remained elusive. Here, we report on a single step, thermal processing of hBN flakes that produces high density, narrowband, quantum emitters with optically active spin transitions. Remarkably, over 25% of the emitters exhibit a clear signature of an optical spin readout at room temperature, surpassing all previously reported results by an order of magnitude. The generated spin defect complexes exhibit both S = 1 and S = 1/2 transitions, which are explained by charge transfer from strongly to weakly coupled spin pairs. Our work advances the understanding of spin complexes in hBN and paves the way for single spin - photon interfaces in layered vdW materials with applications in quantum sensing and information processing.
- Abstract（参考訳）: 固体中の光遷移と結合した電子スピンは、スピンベースの量子技術を開発するための有望なプラットフォームとして際立っている。
近年、六方晶窒化ホウ素 (hBN) - 層状ファンデルワールス (vdW) 結晶は、光学的に対応可能なスピン系の宿主として出現している。
しかし、これまでは、あらかじめ決定されたスピン遷移を持つ孤立した単一光子エミッタのオンデマンド生成は、いまだに解明されていない。
ここでは、高密度、狭帯域、光活性スピン遷移を持つ量子エミッタを生成するhBNフレークの熱処理について述べる。
注目すべきことに、エミッターの25%以上が室温で光スピンの読み出しの明確なサインを示しており、これまで報告された全ての結果を桁違いに上回っている。
生成したスピン欠陥錯体はS = 1 と S = 1/2 の遷移を示すが、これは強結合スピン対から弱結合スピン対への電荷移動によって説明される。
我々の研究はhBNにおけるスピン錯体の理解を前進させ、量子センシングと情報処理に応用した層状vdW材料における単一スピン-光子界面を舗装する。
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