論文の概要: Homogeneous Free-Standing Nanostructures from Bulk Diamond over Millimeter Scales for Quantum Technologies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11198v1
• Date: Thu, 12 Jun 2025 18:00:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.545544
• Title: Homogeneous Free-Standing Nanostructures from Bulk Diamond over Millimeter Scales for Quantum Technologies
• Title（参考訳）: 量子技術用ミリスケールにおけるバルクダイヤモンドからの均一自由張力ナノ構造
• Authors: Andrea Corazza, Silvia Ruffieux, Yuchun Zhu, Claudio A. Jaramillo Concha, Yannik Fontana, Christophe Galland, Richard J. Warburton, Patrick Maletinsky,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の光アドレス可能なスピン量子ビットに基づく量子デバイスは、量子センシングや通信といった量子技術のための有望なプラットフォームである。 我々はこのハードルに、単結晶ダイヤモンドからミリスケール、細い(70nmまで)、高い並列膜を作り出すアプローチで取り組む。 膜は汚染のないままであり、最先端の量子応用で必要とされる原子的に滑らかな表面を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Quantum devices based on optically addressable spin qubits in diamond are promising platforms for quantum technologies such as quantum sensing and communication. Nano- and microstructuring of the diamond crystal is essential to enhance device performance, yet fabrication remains challenging and often involves trade-offs in surface quality, aspect ratio, device size, and uniformity. We tackle this hurdle with an approach producing millimeter-scale, thin (down to 70 nm) and highly parallel (< 0.35 nm/$\mu$m}) membranes from single-crystal diamond. The membranes remain contamination-free and possess atomically smooth surfaces ($\mathrm{R_q}$ < 200 pm) as required by state-of-the-art quantum applications. We demonstrate the benefits and versatility of our method by fabricating large fields of free-standing and homogeneous photonic nano- and microstructures. Leveraging a refined photolithography-based strategy, our method offers enhanced scalability and produces robust structures suitable for direct use, while remaining compatible with heterogeneous integration through pick-and-place transfer techniques.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の光アドレス可能なスピン量子ビットに基づく量子デバイスは、量子センシングや通信といった量子技術のための有望なプラットフォームである。 ダイヤモンド結晶のナノ構造と微細構造はデバイスの性能向上に不可欠であるが、製造は依然として困難であり、表面品質、アスペクト比、デバイスサイズ、均一性のトレードオフを伴うことが多い。 我々はこのハードルに、単結晶ダイヤモンドからミリスケール、細い(70nmまで)、高い平行(0.35nm/$\mu$m})膜を生成するアプローチで取り組む。 膜は汚染のないままであり、最先端の量子応用に必要な原子的に滑らかな表面を持つ(\mathrm{R_q}$ < 200 pm)。 本手法の利点と有用性は, 自由立方体および均一なフォトニックナノ・マイクロ構造体を多種に作製することによって実証する。 改良されたフォトリソグラフィーベースの戦略を活用することで、拡張スケーラビリティを提供し、直接使用に適した頑健な構造を創出すると同時に、ピック・アンド・プレイス・トランスファー技術による異種統合と互換性を保ったままである。

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