論文の概要: Laser-cut Patterned, Micrometer-thin Diamond Membranes with Coherent Color Centers for Open Microcavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.20713v1
- Date: Wed, 25 Jun 2025 18:00:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-27 19:53:09.831089
- Title: Laser-cut Patterned, Micrometer-thin Diamond Membranes with Coherent Color Centers for Open Microcavities
- Title（参考訳）: オープンマイクロキャビティのためのコヒーレントカラー中心を有するレーザカット型微細ダイヤモンド膜
- Authors: Yanik Herrmann, Julia M. Brevoord, Julius Fischer, Stijn Scheijen, Colin Sauerzapf, Nina Codreanu, Leonardo G. C. Wienhoven, Yuran M. Q. van der Graaf, Cornelis F. J. Wolfs, Régis Méjard, Maximilian Ruf, Nick de Jong, Ronald Hanson,
- Abstract要約: ミリダイアモンド膜からマイクロデバイスをパターン化するためのレーザカット法を提案する。
この方法は、マイクロメートルの厚さと端の長さが10$mu m$から100$mu m$のデバイスを作るのに使用できる。
量子ネットワークへの応用に適した光コヒーレントなTin-およびNitrogen-Vacancyセンターをホストしていることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Micrometer-scale thin diamond devices are key components for various quantum sensing and networking experiments, including the integration of color centers into optical microcavities. In this work, we introduce a laser-cutting method for patterning microdevices from millimeter-sized diamond membranes. The method can be used to fabricate devices with micrometer thicknesses and edge lengths of typically 10 $\mu m$ to 100 $\mu m$. We compare this method with an established nanofabrication process based on electron-beam lithography, a two-step transfer pattern utilizing a silicon nitride hard mask material, and reactive ion etching. Microdevices fabricated using both methods are bonded to a cavity Bragg mirror and characterized using scanning cavity microscopy. We record two-dimensional cavity finesse maps over the devices, revealing insights about the variation in diamond thickness, surface quality, and strain. The scans demonstrate that devices fabricated by laser-cutting exhibit similar properties to devices obtained by the conventional method. Finally, we show that the devices host optically coherent Tin- and Nitrogen-Vacancy centers suitable for applications in quantum networking.
- Abstract（参考訳）: マイクロメートルスケールの薄いダイヤモンドデバイスは、様々な量子センシングおよびネットワーク実験の鍵となる要素であり、カラーセンターを光学マイクロキャビティに統合する。
本研究では,ミリサイズのダイヤモンド膜からマイクロデバイスをパターン化するためのレーザ切断法を提案する。
この方法は、通常10$\mu m$から100$\mu m$のマイクロメートル厚みとエッジの長さのデバイスを作るのに使うことができる。
本手法を, 電子ビームリソグラフィーに基づく確立されたナノファブリケーション法, 窒化ケイ素ハードマスク材料を用いた2段階転写パターン, 反応性イオンエッチング法と比較した。
両方の方法を用いて作製されたマイクロデバイスは、キャビティブラッグミラーに接着され、走査キャビティ顕微鏡を用いて特徴付けられる。
2次元キャビティ微細マップをデバイス上に記録し,ダイヤモンドの厚さ,表面品質,ひずみの変動に関する知見を明らかにした。
レーザ切断法により作製した装置は,従来法で得られた装置と類似した特性を示した。
最後に,光コヒーレントなTin-およびNitrogen-Vacancyをホストし,量子ネットワークへの応用に適していることを示す。
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