論文の概要: Toward triggered generation of indistinguishable single-photons from MoTe$_2$ quantum emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.20743v1
- Date: Thu, 28 Aug 2025 13:04:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-29 18:12:02.399048
- Title: Toward triggered generation of indistinguishable single-photons from MoTe$_2$ quantum emitters
- Title（参考訳）: MoTe$_2$量子エミッタからの区別不能単一光子の生成に向けて
- Authors: Paweł Wyborski, Athanasios Paralikis, Pietro Metuh, Martin A. Jacobsen, Christian Ruiz, Niels Gregersen, Battulga Munkhbat,
- Abstract要約: 2次元遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)は、そのようなソースに有望なプラットフォームを提供するが、その開発はスペクトル範囲が限られ、単一光子の不明瞭さが妨げられている。
ここでは, 2層型MoTe$$における近赤外量子エミッタの生成に, 決定論的ひずみと欠陥工学を用いて再現可能で体系的なアプローチを示す。
これらの結果は、高ノイズで高純度な単一光子源のための実行可能なプラットフォームとしてMoTe$を確立し、望ましくない不明瞭性を持ち、テレコム互換の量子フォトニクス技術への統合の道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6596280437011043
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Single-photon sources operating in the telecom band are fundamental components for long-distance optical quantum communication and information processing. Two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs) offer a promising platform for such sources, but their development has been hindered by limited spectral range and poor single-photon indistinguishability. Here, we demonstrate a reproducible and systematic approach for generating near-infrared (1090-1200 nm) quantum emitters in bilayer MoTe$_2$ using deterministic strain and defect engineering. These emitters exhibit strong linear polarization (DOLP $>70\%$), sub-nanosecond lifetimes ($\tau \leqslant$ ~450 ps), high single-photon purity ($g^{(2)}(0)<0.1$), and resolution-limited emission ($\sim$200 $\mu$eV). Electrostatic biasing enables Stark tuning over a $\sim$3 meV range, reduced photon bunching, and significantly shortened radiative lifetimes, yielding narrow emission with ratios of experimental to transform-limited linewidths as low as $R\sim55$. Most notably, two-photon interference measurements reveal a Hong-Ou-Mandel visibility of $V_\text{HOM}\sim $10$\%$, and up to $V_\text{HOM}\sim$ 40$\%$ with post-selection by temporal filtering, representing the highest reported indistinguishability for any TMD quantum emitters and the first such demonstration in the near-infrared regime. These results establish MoTe$_2$ as a viable platform for tunable, low-noise, high-purity single-photon sources with promising indistinguishability, paving the way for their integration into telecom-compatible quantum photonic technologies.
- Abstract（参考訳）: テレコムバンドで動作する単一光子源は、長距離光量子通信と情報処理の基本的なコンポーネントである。
2次元遷移金属ジアルコゲナイド(TMD)は、そのようなソースに有望なプラットフォームを提供するが、その開発はスペクトル範囲が限られ、単一光子の不明瞭さが妨げられている。
ここでは, 2層MoTe$2$における近赤外(1090-1200nm)量子エミッタを, 決定論的ひずみと欠陥工学を用いて再現可能かつ系統的に生成する手法を示す。
これらのエミッターは強い線形偏光(DOLP $>70\%$)、準ナノ秒寿命(\tau \leqslant$ ~450 ps)、高い単光子純度(g^{(2)}(0)<0.1$)、解像度制限発光(\sim$200$\mu$eV)を示す。
静電バイアスにより、スタークは$\sim$3 meVの範囲で調整し、光子束を減らし、放射寿命を大幅に短縮し、実験から変換制限された線幅の比率を$R\sim55$まで小さくする。
最も顕著な2光子干渉測定では、香港・オ・マンデルの可視性は$V_\text{HOM}\sim $1$\%$、最大$V_\text{HOM}\sim $ 40$\%$、時間的フィルタリングによるポストセレクションにより、TMD量子エミッターの最も高い不明瞭さと、近赤外線政権における最初の実証結果を示している。
これらの結果は、チューナブルで低ノイズで高純度な単一光子源のための実行可能なプラットフォームとしてMoTe$_2$を確立し、望ましくない不明瞭性を持ち、テレコム互換の量子フォトニクス技術への統合の道を開いた。
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