論文の概要: Tunable and low-noise WSe$_2$ quantum emitters for quantum photonics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.03355v1
- Date: Fri, 04 Jul 2025 07:44:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:34.703224
- Title: Tunable and low-noise WSe$_2$ quantum emitters for quantum photonics
- Title（参考訳）: 量子フォトニクスのための波長可変および低雑音WSe$_2$量子エミッタ
- Authors: Athanasios Paralikis, Pawel Wyborski, Pietro Metuh, Niels Gregersen, Battulga Munkhbat,
- Abstract要約: 我々は、hBNカプセル化だけで、WSe$量子エミッタにおけるスペクトルのゆらぎを抑制し、放出線幅を狭めることを示す。
時間分解および2次相関測定により、安定な単指数崩壊と高い単光子純度が確認された。
これらの結果は、低ノイズで調整可能な WSe$$量子エミッタの開発と評価のための堅牢なフレームワークを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Low-noise and tunable single-photon sources are essential components of photonic quantum technologies. However, in WSe$_2$ quantum emitters, charge noise from fluctuations in their local electrostatic environment remains a major obstacle to achieving transform-limited single-photon emission and high photon indistinguishability. Here, we systematically investigate two noise mitigation strategies in hexagonal boron nitride (hBN) encapsulation and electrostatic biasing. We demonstrate that hBN encapsulation alone suppresses spectral wandering (from $\sim$170 $\mu$eV to $\sim$40 $\mu$eV) and narrows emission linewidths (from $\sim$500 $\mu$eV to $\sim$150 $\mu$eV), while applied bias enables stable Stark tuning over a 280 $\mu$eV range and further linewidth narrowing down to $\sim$100 $\mu$eV reaching the resolution-limited regime. Time-resolved and second-order correlation measurements confirm stable mono-exponential decay and high single-photon purity ($g^{(2)}(0) \approx 0.01$) with no observable blinking. To quantify progress toward the transform limit, we define two figures of merit: the linewidth ratio $R = W_{\text{exp}} / W_{\text{rad}}$ and total broadening $\Delta W = W_{\text{exp}} - W_{\text{rad}}$, with both being reduced more than five-fold in optimized devices. These results provide a robust framework for developing and evaluating low-noise, tunable WSe$_2$ quantum emitters, potentially realizing electrically controllable sources of indistinguishable single-photons for future photonic quantum technologies.
- Abstract（参考訳）: 低ノイズで波長可変な単一光子源は、フォトニック量子技術の必須成分である。
しかし、WSe$2$の量子エミッタでは、その局所静電気環境におけるゆらぎによる電荷ノイズは、変換制限された単一光子放出と高光子区別性を達成するための大きな障害である。
ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)のカプセル化と静電気バイアスの2つのノイズ緩和戦略を系統的に検討した。
hBNのカプセル化だけでスペクトル偏光($\sim$170 $\mu$eV から $\sim$40 $\mu$eV まで)を抑え、放出線幅($\sim$500 $\mu$eV から $\sim$150 $\mu$eV まで)を狭める一方、印加バイアスは280 $\mu$eV の範囲での安定したスタークチューニングを可能にし、更には$\sim$100 $\mu$eV まで幅を狭めることができる。
時間分解および2次相関測定により、観測可能な点滅のない安定な単指数崩壊と高い単光子純度(g^{(2)}(0) \approx 0.01$)が確認された。
線形幅比$R = W_{\text{exp}} / W_{\text{rad}}$と総拡張$\Delta W = W_{\text{exp}} - W_{\text{rad}}$である。
これらの結果は、低ノイズでチューニング可能な WSe$_2$ 量子エミッタを開発し、評価するための堅牢なフレームワークを提供する。
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