論文の概要: Boosting classical and quantum nonlinear processes in ultrathin van der Waals materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.23075v1
• Date: Sat, 29 Mar 2025 13:24:55 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-01 14:33:34.709679
• Title: Boosting classical and quantum nonlinear processes in ultrathin van der Waals materials
• Title（参考訳）: 超薄膜ファンデルワールス材料における古典的および量子的非線形過程の促進
• Authors: Xiaodan Lyu, Leevi Kallioniemi, Hongbing Cai, Liheng An, Ruihuan Duan, Shuin Jian Wu, Qinghai Tan, Chusheng Zhang, Ruihua He, Yansong Miao, Zheng Liu, Alexander Ling, Jesus Zúñiga Perez, Weibo Gao,
• Abstract要約: 我々は、超薄型ファンデルワールス材料における古典的および量子的非線形過程の巨大な加速について報告する。 具体的には、金属-非線形材料ヘテロ構造により、h-BNフレークの古典的第二高調波発生を2桁の規模で促進する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 32.30884133290746
• License:
• Abstract: Understanding and controlling nonlinear processes is crucial for engineering light-matter interaction and generating non-classical light. A significant challenge in ultra-thin nonlinear materials is the marked diminution of the nonlinear conversion efficiency due to the reduced light-matter interaction length and, in many cases, the centrosymmetric crystalline structures. Here we relax these limitations and report a giant boost of classical and quantum nonlinear processes in ultrathin van der Waals materials. Specifically, with a metal-nonlinear material heterostructure we enhance classical second-harmonic generation in h-BN flakes by two-orders of magnitude. Moreover, we have engineered a metal-SiO2-nonlinear material heterostructure resulting in a remarkable two orders of magnitude augmentation of the quantum spontaneous parametric down-conversion (SPDC) in NbOCl2 flakes. Notably, we demonstrate SPDC in a 16 nm-thick NbOCl2 flake integrated into the proposed structure. These findings simplify on-chip quantum state engineering and accelerate the use of van der Waals materials in nonlinear optoelectronics.
• Abstract（参考訳）: 非線形過程の理解と制御は、工学的な光-物質相互作用と非古典的な光の生成に不可欠である。 超薄型非線形材料における重要な課題は、光-物質相互作用長の減少と、多くの場合、中心対称結晶構造による非線形変換効率の顕著な縮小である。 ここでこれらの制限を緩和し、超薄のファンデルワールス材料における古典的および量子的非線形過程の巨大な加速を報告する。 具体的には、金属-非線形材料ヘテロ構造により、h-BNフレークの古典的第二高調波発生を2桁の規模で促進する。 さらに, NbOCl2フレーク中の量子自励パラメトリックダウンコンバージョン (SPDC) の2桁の顕著な増大をもたらす金属-SiO2-非線形材料ヘテロ構造を設計した。 特に16nm厚のNbOCl2フレークを用いたSPDC実験を行った。 これらの知見は、オンチップの量子状態工学を単純化し、非線形光学におけるファンデルワールス材料の使用を加速する。

関連論文リスト

• Giant Generation of Polarization-Entangled Photons in Metal Organic Framework Waveguides [0.0]
  金属有機フレームワーク(英: Metal-organic framework、MOF)は、化学的および光学的安定性が証明された非線形特性を持つ光学材料の新しいクラスである。 我々は,MOFを用いた1次元導波路を用いたコリニア型II自発パラメトリックダウン変換の位相整合条件について検討した。 2軸MOF結晶は, 周期的に配置したKTP導波路上での変換効率を2倍に向上することがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-11-28T22:51:41Z)
• Floquet-engineered nonlinearities and controllable pair-hopping processes: From optical Kerr cavities to correlated quantum matter [0.0]
  本研究は, 周期駆動による非定常非線形性の生成と制御の可能性を探るものである。 親量子多体記述を用いて、そのような駆動系が有効なNLSEによって十分に捕捉されていることを示す。 我々はこれらの興味深い性質を、弱い相互作用(平均場)状態、効果的なNLSEによって捉えられる状態、および強相関量子状態の両方で分析する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-12T13:56:27Z)
• Inverse-designed Silicon Carbide Quantum and Nonlinear Photonics [0.0]
  本研究では、炭化ケイ素ナノフォトニクスの逆設計キャビティにおける量子および古典的非線形光発生を実証する。 我々は、光パラメトリック振動に到達するために、予め特定された異常分散を目標とし、超低反射率を実現する。 非線形光発生に対する計算最適化のこの最初の実現は、非線形光学における逆設計のパワーを強調している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-30T00:58:50Z)
• Van der Waals Materials for Applications in Nanophotonics [49.66467977110429]
  本稿では, ナノフォトニクスプラットフォームとして, 層状ファンデルワールス結晶(vdW)を創出する。 機械的に剥離した薄膜(20-200nm)ファンデルワールス結晶の誘電応答を抽出し, 高い屈折率をn=5。 SiO$と金でナノアンテナを作製し,vdW薄膜と各種基板との相溶性を利用した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-08-12T12:57:14Z)
• Efficient single-photon pair generation by spontaneous parametric down-conversion in nonlinear plasmonic metasurfaces [0.0]
  自発パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)は、絡み合いと相関した単光子対を生成するための最も多目的な非線形光学技術の一つである。 本稿では,銀ナノストリップとバルクリチウムニオブ酸リチウム(LiNbO3)結晶を併用したプラズモニックな準曲面設計を提案し,新しいスケーラブルで超薄,効率的なSPDC光源を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-11-18T15:31:38Z)
• Designing Kerr Interactions for Quantum Information Processing via Counterrotating Terms of Asymmetric Josephson-Junction Loops [68.8204255655161]
  静的空洞非線形性は通常、ボゾン量子誤り訂正符号の性能を制限する。 非線形性を摂動として扱うことで、シュリーファー・ヴォルフ変換を用いて実効ハミルトニアンを導出する。 その結果、立方体相互作用は、線形演算と非線形演算の両方の有効率を高めることができることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-14T15:11:05Z)
• Topologically Protecting Squeezed Light on a Photonic Chip [58.71663911863411]
  集積フォトニクスは、導波路内部に厳密に光を閉じ込めることで非線形性を高めるエレガントな方法を提供する。 シリカチップに励起光を発生させることができる自発4波混合のトポロジカルに保護された非線形過程を実験的に実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-14T13:39:46Z)
• Quantum Sensors for Microscopic Tunneling Systems [58.720142291102135]
  トンネル2層系(TLS)は超伝導量子ビットなどのマイクロファブリック量子デバイスにおいて重要である。 本稿では,薄膜として堆積した任意の材料に個々のTLSを特徴付ける手法を提案する。 提案手法は, トンネル欠陥の構造を解明するために, 量子材料分光の道を開く。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-29T09:57:50Z)
• Directional emission of down-converted photons from a dielectric nano-resonator [55.41644538483948]
  自然パラメトリックダウン変換過程における光子対の生成を理論的に記述する。 非線形カーカー型効果を利用して高方向性光子対生成を観測できることを明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-16T10:30:04Z)
• Engineering AlGaAs-on-insulator towards quantum optical applications [0.0]
  ヒ化ガリウムは、集積パラメトリック光学相互作用に非常に好ましい性質を持つ。 我々は、最先端の量子光学光源を改善することができる2階と3階のペア生成を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-26T12:51:34Z)
• Quantum nonlinear metasurfaces [68.8204255655161]
  任意の非線形フォトニック構造における自然光子対生成の一般量子論を概説する。 単一非線形ナノアンテナにおける光子対生成を示す実験結果について検討する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-22T14:57:24Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。