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
- 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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