論文の概要: Giant Isotope Effect on the Excited-State Lifetime and Emission Efficiency of the Silicon T Centre

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.23862v1
• Date: Mon, 27 Oct 2025 21:08:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-29 15:35:36.517161
• Title: Giant Isotope Effect on the Excited-State Lifetime and Emission Efficiency of the Silicon T Centre
• Title（参考訳）: シリコンT中心の励起寿命と発光効率に及ぼす巨大同位体効果
• Authors: Moein Kazemi, Mehdi Keshavarz, Mark E. Turiansky, John L. Lyons, Nikolay V. Abrosimov, Stephanie Simmons, Daniel B. Higginbottom, Mike L. W. Thewalt,
• Abstract要約: 我々は、シリコン中の通信バンドエミッタであるT中心を調査し、その励起状態寿命の強い同位体依存性を見出した。 重水素T中心の寿命は、一般的なプロチウム変態の5倍以上である。
• 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: Efficient single-photon emitters are desirable for quantum technologies including quantum networks and photonic quantum computers. We investigate the T centre, a telecommunications-band emitter in silicon, and find a strong isotope dependence of its excited-state lifetime. In particular, the lifetime of the deuterium T centre is over five times longer than the common protium variant. Through explicit first-principles calculations, we demonstrate that this dramatic difference is due to a reduction in the carbon-hydrogen local vibrational mode energy, which suppresses non-radiative decay. Our results imply that the deuterium T centre approaches unit quantum efficiency, enabling more efficient single-photon sources, quantum memories, and entanglement generation.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークやフォトニック量子コンピュータなどの量子技術では、効率的な単一光子エミッタが望ましい。 我々は、シリコン中の通信バンドエミッタであるT中心を調査し、その励起状態寿命の強い同位体依存性を見出した。 特に、重水素T中心の寿命は、一般的なプロチウム変態の5倍以上である。 明示的な第一原理計算を通じて、この劇的な違いは、非放射性崩壊を抑制する炭素-水素局所振動モードエネルギーの減少によるものであることを示した。 その結果,重水素T中心は単位量子効率に近づき,より効率的な単一光子源,量子メモリ,絡み合いの発生を可能にした。

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