論文の概要: Coupling nitrogen vacancy centers in silicon carbide to nanophotonic resonators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.21505v1
• Date: Wed, 25 Feb 2026 02:36:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-26 18:19:16.676263
• Title: Coupling nitrogen vacancy centers in silicon carbide to nanophotonic resonators
• Title（参考訳）: 炭化ケイ素中の窒素空孔中心とナノフォトニック共振器の結合
• Authors: Ivan Zhigulin, Konosuke Shimazaki, Samuel M. Stephens, Angus Gale, Karin Yamamura, Hark Hoe Tan, Igor Aharonovich, Mehran Kianinia,
• Abstract要約: ナノフォトニック構造体、特にマイクロピラーとマイクロディスク共振器を用いて、光収集とスピン・リードアウトを強化する。 マイクロピラー幾何学は、スペクトルノイズの2.4倍の減少を伴う光子収集の4倍の増大をもたらす。 マイクロディスクの大きなモード体積は1150-1250nmの共鳴をサポートし、窒素空孔放出線へのブロードバンド結合を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Silicon carbide (SiC) is a promising platform for scalable quantum technologies owing to its well-established, wafer-scale industrial processing. SiC also hosts a variety of optically active color centres including the nitrogen vacancy defect that has a spin-triplet ground state. However, strong phonon coupling in the infrared range limits photon extraction from these defects. Here, we use nanophotonic structures, specifically micro-pillar and micro-disk resonators, to enhance optical collection and spin-readout. The micro-pillar geometry yields a 4-fold increase in photon collection, accompanied by a 2.4-fold reduction in spectral noise in optically detected magnetic resonance measurements. Consequently, the magnetic field sensitivity is improved by 24%. The large mode volume of the micro-disk supports resonances spanning 1150-1250 nm, enabling broadband coupling to nitrogen vacancy emission lines. Our results demonstrate that fabrication of scalable photonic structures efficiently improves performance of silicon carbide color centers for integrated quantum light generation and sensing.
• Abstract（参考訳）: ケイ素炭化ケイ素(SiC)は、確立されたウェハスケールの産業処理のため、スケーラブルな量子技術のための有望なプラットフォームである。 SiCはまた、スピントリップ基底状態を持つ窒素空孔欠陥を含む様々な光学活性色中心をホストしている。 しかし、赤外線領域における強いフォノンカップリングはこれらの欠陥からの光子抽出を制限する。 ここでは,ナノフォトニック構造,特にマイクロピラーとマイクロディスク共振器を用いて,光収集とスピン・リードアウトを強化する。 マイクロピラー幾何学は、光学的検出された磁気共鳴測定において、スペクトルノイズの2.4倍の減少を伴う光子収集を4倍に増加させる。 これにより、磁場感度が24%向上する。 マイクロディスクの大きなモード体積は1150-1250nmの共鳴をサポートし、窒素空孔放出線へのブロードバンド結合を可能にする。 以上の結果から,スケーラブルなフォトニック構造の作製により,炭化ケイ素カラーセンタの性能向上が期待できる。

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