論文の概要: Extracting Membrane-like hexagonal Boron Nitride hosting single Defect Centers for Resonator Integration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.13985v1
• Date: Tue, 19 Aug 2025 16:22:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-20 15:36:32.015186
• Title: Extracting Membrane-like hexagonal Boron Nitride hosting single Defect Centers for Resonator Integration
• Title（参考訳）: 共振器結合用単一欠陥センターを有する膜状六方晶窒化ホウ素の抽出
• Authors: Patrick Maier, Alexander Kubanek,
• Abstract要約: 光共振器への膜の統合は、光力学を含む様々な応用において重要な役割を果たしている。 層状2次元材料は、原子に似た量子エミッタをホストする膜候補として出現している。 我々は、スペクトル的に狭い単一光子エミッタを含む市販hBNの膜状構造を抽出するナノスケール操作技術の開発を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.596352607801784
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The integration of membranes into optical resonators plays a key role in a variety of applications, including optomechanics. If such membranes host atom-like systems, ideally with access to spin states, new roads in quantum photonics and also in optomechanics can be taken. Layered, two-dimensional materials have emerged as candidates for membranes hosting atom-like quantum emitters. Hexagonal boron nitride (hBN) is among the most promising two-dimensional platforms showing good mechanical properties combined with the ability to host various kinds of optical active (spin-) defects. However, the determinisitc creation of optically active defect centers in hBN membranes is an outstanding challenge. Commercially available flakes of hBN host defect centers with promising optical properties, but the integration into optical resonators suffers from scattering losses due to the flakes topography and suitable transfer, handling and manipulation techniques need to be established. Here, we develope a toolset of nano-scaled manipulation techniques to extract membrane-like structures of commercially-available hBN containing spectrally narrow single photon emitters. We demonstrate the transfer and integration into photonic devices, by coupling a single photon emitter in membran-like hBN to the mode of an open Fabry-Perot fiber cavity (FPFC) and observe cavity induced spectral enhancement by a factor of up to 100 at room temperature. Overcoming hBN-induced scattering for extracted hBN membranes, which host single photon emitters, paves the way for future applications such as its use as an optomechanical system.
• Abstract（参考訳）: 光共振器への膜の統合は、光力学を含む様々な応用において重要な役割を果たしている。 このような膜が、スピン状態へのアクセスを理想とする原子様のシステムをホストしている場合、量子フォトニクスや光力学の新たな道路を取ることができる。 層状2次元材料は、原子に似た量子エミッタをホストする膜候補として出現している。 ヘキサゴナル窒化ホウ素(hBN)は、様々な光学活性(スピン-)欠陥をホストする能力と、優れた機械的特性を示す最も有望な2次元プラットフォームの一つである。 しかし、hBN膜における光学活性欠陥中心のデテルミニシット生成は顕著な課題である。 有望な光学特性を持つhBNホスト欠陥中心の有望なフランキは市販されているが、光共振器への統合は、フレークス地形と適切な転送、ハンドリング、操作技術により散乱損失に悩まされる。 そこで我々は, スペクトル的に狭い単一光子エミッタを含む市販hBNの膜状構造を抽出する, ナノスケール操作技術の開発を行った。 メンブラン様hBNの単一光子エミッタをFabry-Perotファイバーキャビティ(FPFC)のモードに結合し,室温で最大100倍の光子スペクトル増強を観測することにより,フォトニックデバイスへの光子移動と集積を実証した。 単一光子エミッタをホストする抽出hBN膜に対するhBN誘起散乱の克服は、光力学系としての利用のような将来の応用への道を開く。

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