論文の概要: Photoluminescent colour centres on a mainstream silicon photonic foundry platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.17610v1
• Date: Sat, 22 Mar 2025 01:58:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-25 14:33:58.443531
• Title: Photoluminescent colour centres on a mainstream silicon photonic foundry platform
• Title（参考訳）: シリコンフォトニックファウントリープラットフォーム上の発光色中心
• Authors: Prosper Dellah Allo, A. Aadhi, Amirhossein Mosaddegh Yengejeh, Hazel Bakajsa, Mirabel N. M. Mensah, Marcus Tamura, Bhavin J. Shastri, Alexander N. Tait,
• Abstract要約: 商用CMOS互換ファウントリーにおけるシリコンフォトニクス部品の製造は、通信の進歩、量子コンピューティング、人工知能に対するシリコンフォトニクスの影響に革命をもたらした。 シリコンの間接バンドギャップは、基本的な課題をもたらすため、メインストリームのシリコンオン絶縁体プラットフォームは、効率的な光源を持っていない。 近年、SOIの発光色中心は、チップ上の古典的および量子的光源を効率的に開発するための有望なアプローチとして現れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.82692226532414
• License:
• Abstract: The fabrication of silicon photonic components in commercial CMOS-compatible foundries has revolutionized the impact of silicon photonics on advancing communication, quantum computing and artificial intelligence, due to their benefits of mass production, high throughput, low cost, and high performance. The indirect bandgap of silicon introduces a fundamental challenge; thus, the mainstream silicon-on-insulator (SOI) platform does not have efficient light sources. Recently, luminescent colour centres in SOI have emerged as one promising approach for developing efficient on-chip classical and quantum light sources, although past work has relied on custom fabrication that is not foundry-compatible. In this work, we demonstrate W-centre photoluminescence on a mainstream silicon photonics platform through development of a straightforward back end-of-line (BEOL) treatment. At an optimal implant energy of 7~MeV, we observed W-centre photoluminescence with a brightness comparable to prior in-house processes. We performed a series of experiments on Circular Bragg Grating (CBG) devices with varying pitches, duty cycles, and implant energies to confirm the PL emission from the encapsulated SOI device layer rather than the handle wafer. Our novel approach in fabricating silicon colour centres in commercial silicon photonic foundry processes opens up new opportunities for integrating classical and quantum light sources directly onto silicon photonic circuits, unlocking opportunities for large-scale integration of advanced photonic architectures on chip.
• Abstract（参考訳）: 商用CMOS互換ファウントリーにおけるシリコンフォトニック部品の製造は、大量生産、高いスループット、低コスト、高性能といった利点により、通信の進歩、量子コンピューティング、人工知能に対するシリコンフォトニクスの影響に革命をもたらした。 シリコンの間接バンドギャップは、基本的な課題をもたらすため、メインストリームシリコンオン絶縁体(SOI)プラットフォームは効率的な光源を持っていない。 近年、SOIの発光色中心は、従来はファストリー互換ではないカスタムな製造に依存していたが、チップ上の古典的および量子的光源を効率的に開発するための有望なアプローチとして現れている。 本研究では, シリコンフォトニクスプラットフォーム上でのW中心フォトルミネッセンスを, 簡単なバック・オブ・ライン(BEOL)処理により実証する。 7〜MeVの最適インプラントエネルギーにおいて, 従来と同等の明るさでW中心の発光を観測した。 ハンドウェハではなく, カプセル化SOIデバイス層からのPL放出を確認するため, 各種ピッチ, デューティサイクル, インプラントエネルギーを用いた循環ブラッググレーティング(CBG)装置の一連の実験を行った。 商業用シリコンフォトニックファウントリープロセスにおけるシリコンカラーセンタの製造における新しいアプローチは、古典的および量子的光源をシリコンフォトニック回路に直接統合する新たな機会を開き、チップ上に高度なフォトニックアーキテクチャを大規模に統合する機会を開放する。

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