論文の概要: Quantum Nanophotonic Interface for Tin-Vacancy Centers in Thin-Film Diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05740v1
- Date: Fri, 07 Nov 2025 21:56:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:44.55533
- Title: Quantum Nanophotonic Interface for Tin-Vacancy Centers in Thin-Film Diamond
- Title（参考訳）: 薄膜ダイヤモンド中のスズ空孔中心の量子ナノフォトニック界面
- Authors: Hope Lee, Hannah C. Kleidermacher, Abigail J. M. Stein, Hyunseok Oh, Lillian B. Hughes Wyatt, Casey K. Kim, Luca Basso, Andrew M. Mounce, Yongqiang Wang, Shei S. Su, Michael Titze, Ania C. Bleszynski Jayich, Jelena Vučković,
- Abstract要約: ダイヤモンド薄膜で作製した1次元フォトニック結晶キャビティに基づくSnV中心の量子フォトニックインターフェースについて報告する。
試料中6000までの品質因子を観察し, 最大12倍の寿命短縮を測定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.699268708873852
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The negatively charged tin-vacancy center in diamond (SnV-) is an excellent solid state qubit with optically-addressable transitions and a long electron spin coherence time at elevated temperatures. However, implementing scalable quantum nodes with high-fidelity optical readout of the electron spin state requires efficient photon emission and collection from the system. In this manuscript, we report a quantum photonic interface for SnV- centers based on one-dimensional photonic crystal cavities fabricated in diamond thin films. Furthermore, we develop a model describing the spontaneous emission dynamics of our system, allowing for rigorous determination of Purcell factors and the C/D branching ratio from cavity enhancement of the C and D transitions of the SnV- zero phonon line. We observe quality factors up to ~6000 across this sample, and measure up to a 12-fold lifetime reduction. By considering the lifetime reduction of both the C and D transitions independently, we determine the C/D branching ratio to be {\eta}BR=0.7815, in line with previous theoretical and experimental findings. Finally from our analysis, we extract a Purcell factor of up to Fc=26.21(0.01) for a single SnV- transition.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド(SnV-)の負電荷のスズ空孔中心は、光学的に調節可能な遷移と高温での長い電子スピンコヒーレンス時間を持つ優れた固体量子ビットである。
しかし、電子スピン状態の高忠実な光学的読み出しを伴うスケーラブルな量子ノードを実装するには、効率的な光子放出とシステムからの収集が必要である。
本稿では,ダイヤモンド薄膜で作製した1次元フォトニック結晶キャビティに基づくSnV中心の量子フォトニックインターフェースについて報告する。
さらに,SnV-ゼロフォノンラインのCおよびD遷移のキャビティ増強から,Purcell因子の厳密な決定とC/D分岐比を可能とした,我々のシステムの自然放出ダイナミクスを記述するモデルを構築した。
試料中6000点までの品質因子を観察し, 寿命を最大12倍に短縮した。
C と D の遷移の寿命を独立に減少させることで、C/D の分岐比を {\eta}BR=0.7815 と決定する。
最後に,1つのSnV遷移に対して最大Fc=26.21(0.01)のパーセル因子を抽出する。
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