論文の概要: Tip-enhanced quantum-sensing spectroscopy for bright and reconfigurable solid-state single-photon emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.21127v1
- Date: Wed, 26 Nov 2025 07:25:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-27 18:37:59.00843
- Title: Tip-enhanced quantum-sensing spectroscopy for bright and reconfigurable solid-state single-photon emitters
- Title（参考訳）: Tip-enhanced quantum-sensing spectroscopy for bright and reconfigurable solid-state single-photon emitters
- Authors: Hyeongwoo Lee, Taeyoung Moon, Hyeonmin Oh, Kijeong Park, Huitae Joo, Milos Toth, Igor Aharonovich, Kyoung-Duck Park,
- Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素(hBN)の原子様欠陥は室温単一光子放出とコヒーレントスピン状態をもたらす。
ここでは、hBNにおける単一光子の量子センシング分光法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Atom-like defects in hexagonal boron nitride (hBN) provide room-temperature single-photon emission and coherent spin states, making them attractive for quantum-computing and -sensing applications. However, their random spatial and spectral characteristics hamper deterministic coupling with nano-optical cavities, limiting their use as bright single-photon sources and sensitive quantum sensors. Here, we present tip-enhanced quantum-sensing spectroscopy of single-photon emitters in hBN. Through precise spatial positioning of individual emitters within tip-cavities with different plasmon resonances, we adaptively control the enhancement rates of both excitation and emission, as well as the single-photon purity. In this way, optimal selection of their relative contributions can effectively reconfigure solid-state single-photon sources, with simultaneous nano-spectroscopic space- and time-resolved analyses. Furthermore, we demonstrate tip-enhanced quantum-sensing with single spin defects through optically detected magnetic resonance (ODMR) experiments in tip-coupled hBN nanoflakes. Our approach provides a unique pathway toward highly-sensitive and deterministic quantum-sensing with room-temperature single-photon emitters.
- Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素(hBN)の原子様欠陥は室温の単一光子放出とコヒーレントスピン状態をもたらし、量子計算やセンシングの応用に魅力的である。
しかし、それらのランダムな空間特性とスペクトル特性は、ナノ光学キャビティとの決定論的結合を妨げ、明るい単一光子源や感度量子センサーとしての使用を制限する。
ここでは、hBNにおける単一光子の量子センシング分光法について述べる。
プラズモン共鳴の異なる先端キャビティ内における個々のエミッタの正確な空間的位置決めにより、励起と放出の両方の増強率と単一光子純度を適応的に制御する。
このようにして、それらの相対的寄与の最適選択は、ナノ分光空間と時間分解解析を同時に行い、固体単光子源を効果的に再構成することができる。
さらに, 先端結合型hBNナノフレークにおける光磁気共鳴(ODMR)実験により, 単一スピン欠陥による先端量子センシングを実証した。
我々のアプローチは、室温単一光子エミッタを用いた高感度かつ決定論的量子センシングへのユニークな経路を提供する。
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