論文の概要: Air-stable bright entangled photon-pair source from graphene-encapsulated van der Waals ferroelectric NbOI2
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.04082v1
- Date: Wed, 04 Mar 2026 13:54:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-05 21:29:15.330251
- Title: Air-stable bright entangled photon-pair source from graphene-encapsulated van der Waals ferroelectric NbOI2
- Title（参考訳）: グラフェンカプセル化ファンデルワールス強誘電体NbOI2からの空気安定光子対光子源
- Authors: Mayank Joshi, Mengting Jiang, Yu Xing, Yuerui Lu, Jie Zhao, Ping Koy Lam, Syed M Assad, Xuezhi Ma, Young-Wook Cho,
- Abstract要約: ファンデルワールス(vdW)強誘電体は非線形フォトニック材料として出現している。
記録光子対生成絶対速度258Hz、正規化輝度19,900Hz/(mW.mm)を報告する。
さらに、グラフェンをカプセル化した90個の二層NbOI2から、最大エンタングルドベル状態に対して94%の忠実度を持つ偏光共役光子対を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.5133421423463593
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Van der Waals (vdW) ferroelectrics are emerging nonlinear photonic materials that combine large second-order susceptibility \c{hi}(2) with heterostructure compatibility, offering an attractive route toward miniaturized spontaneous parametric down-conversion (SPDC) sources. However, vdW SPDC sources operating under continuous irradiation in air remain limited in low brightness and poor operational stability, as oxygen and moisture exposure, together with pump-induced heating, lead to material degradation and permanent damage. Here we demonstrate an air-stable, bright SPDC source based on ferroelectric NbOI2 enabled by graphene encapsulation. Graphene provides robust environmental protection and can effectively supress pump induced degradation by enhancing heat dissipation. We report a record photon-pair generation absolute rate of 258 Hz and a normalized brightness of 19,900 Hz/(mW.mm). Leveraging this stabilized platform, we further generate polarization entangled photon pairs with 94% fidelity with respect to the maximally entangled Bell states from graphene-encapsulated 90° twisted bilayer NbOI2. Our results establish a practical and air-stable vdW ferroelectric SPDC platform that overcomes key limitations of existing vdW quantum light sources and provides a viable pathway toward scalable, integrated entangled photon sources for on chip quantum photonics.
- Abstract（参考訳）: ファンデルワールス(vdW)強誘電体(英語版)は、大きな2階の感受性 \c{hi}(2) とヘテロ構造整合性を組み合わせた非線形フォトニック材料であり、小型の自然パラメトリックダウンコンバージョン(SPDC)源への魅力的な経路を提供する。
しかし、空気中連続照射下で動作しているvdW SPDC源は、酸素や湿気の曝露とポンプによる加熱により、物質劣化と永続的な損傷が生じるため、低輝度で運転安定性が低いままである。
ここでは、グラフェンカプセル化により可能となる強誘電率NbOI2に基づく、空気安定で明るいSPDC光源を示す。
グラフェンは堅牢な環境保護を提供し、放熱を増強することでポンプによる劣化を効果的に抑制することができる。
記録光子対生成絶対速度は258Hz、正規化輝度は19,900Hz/(mW.mm)である。
この安定化プラットフォームを利用して、グラフェンをカプセル化した90°ツイスト二層NbOI2から、最大エンタングルドベル状態に対して、94%の忠実度を持つ偏光共役光子対を更に生成する。
本研究は,既存のvdW量子光源の限界を克服する実用的で安定なvdW強誘電体SPDCプラットフォームを構築し,チップ量子フォトニクスのためのスケーラブルで統合された光子源への実行可能な経路を提供する。
関連論文リスト
- Generation of photon pairs through spontaneous four-wave mixing in subwavelength nonlinear films [67.410870290301]
非晶質窒化ケイ素(SiN)のサブ波長膜中の窒素含有量の異なる4波長自然混合(SFWM)による光子対の生成について検討した。
SiN膜と溶融シリカ基板との2光子干渉を観察することにより,窒素含有量の異なる薄膜の3次感受性を見いだすことができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-02-03T12:30:06Z) - Electrically pumped h-BN single-photon emission in van der Waals heterostructure [5.237044436478257]
量子光を発生させるための単一欠陥の全ての電気ポンプは、いくつかのプラットフォームで実現されている。
ここでは、ファンデルワールス積層構造を用いて、電気的に励起された単光子放射を構成する装置の概念を実現する。
収集された発光光子エネルギーは1.4から2.9eVの範囲で、様々な原子欠陥の電気的励起を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-19T06:54:41Z) - Site-Controlled Purcell-Induced Bright Single Photon Emitters in Hexagonal Boron Nitride [62.170141783047974]
六方晶窒化ホウ素(hBN)でホストされる単一光子エミッタは、室温で動作する量子フォトニクス技術にとって必須の構成要素である。
我々はPurcellにより誘導されるサイト制御SPEのためのプラズモンナノ共振器の大規模アレイを実験的に実証した。
我々の結果は、明るく、均一に統合された量子光源の配列を提供し、堅牢でスケーラブルな量子情報システムへの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T23:02:30Z) - Time-resolved purification of photon pairs from ultrasmall sources [0.0]
ニオブ酸リチウムの7$mu$m膜中に生成する2光子状態の純度を0.002から0.99に引き上げる。
高い純度で、緩和相整合により同時に生成される光子対の異なる偏光状態を観察し、特徴付けることができた。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-10T18:56:20Z) - Highly efficient and indistinguishable single-photon sources via
phonon-decoupled two-color excitation [0.0]
コヒーレントな2色ポンプは、バルク量子ドットにおいて、集団のインバージョンを任意にユニティに近づけることを可能にする。
我々は,キャビティモード (0.95光子/パルス) における非常に高い光子放射を,現実的な構成で優れた不明瞭性 (0.975) とともに計算する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-16T07:54:59Z) - Silicon nitride waveguides with intrinsic single-photon emitters for
integrated quantum photonics [97.5153823429076]
我々は、SiN中の固有の単一光子放射体から、同じ物質からなるモノリシック集積導波路への光子の最初のカップリングに成功したことを示す。
その結果、スケーラブルでテクノロジー対応の量子フォトニック集積回路の実現に向けた道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-17T16:51:29Z) - Hot-Band Absorption Can Mimic Entangled Two-Photon Absorption [52.77024349608834]
CWレーザーまたは光子対源を1060nmで励起したRhodamine 6G, LDS798の蛍光信号について検討した。
地中電子状態の熱拡散振動レベルからの1光子吸収であるホットバンド吸収(HBA)から生じる信号を観察した。
E2PEFの測定を行う典型的な条件では、HBAプロセスからのコントリビューションは、励起効率の量子上の利点を過度に見積もる可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-10T21:17:47Z) - Room temperature single-photon emitters in silicon nitride [97.75917079876487]
二酸化ケイ素基板上に成長した窒化ケイ素(SiN)薄膜における室温単一光子放射体の初観測について報告する。
SiNは近年、集積量子フォトニクスの最も有望な材料として登場し、提案されたプラットフォームは、量子オンチップデバイスのスケーラブルな製造に適している。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-04-16T14:20:11Z) - Understanding photoluminescence in semiconductor Bragg-reflection
waveguides: Towards an integrated, GHz-rate telecom photon pair source [47.399953444625154]
光子対の半導体集積源は、材料のバンドギャップに非常に近いポンプ波長で作用する。
Sバンドの長波長端付近または短波長Cバンド付近で動作させるデバイスは1 ns未満の時間フィルタリングを必要とすることを示す。
我々は, 動作波長をLバンドにシフトさせ, 材料組成の調整を小さくすることで, 光発光量を無視可能な値に低減できると予測した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-12T06:27:30Z) - Irradiation of Nanostrained Monolayer WSe$_2$ for Site-Controlled
Single-Photon Emission up to 150 K [0.0]
量子ドットのようなWSe$$$単光子エミッタは、将来のオンチップスケーラブルな量子光源にとって有望なプラットフォームになった。
既存のひずみ工学手法は、作業温度を延ばすための根本的な課題に直面している。
そこで我々は, 原子間相似プラズモニックWSe$$$に近い収率でサイト固有の単一発光体を設計する新しい手法を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T18:37:40Z) - High-fidelity, low-latency polarization quantum state transmissions over
a hollow-core conjoined-tube fibre at around 800 nm [9.633003822258685]
コンジョイントチューブ中空コアファイバー(CTF)上に高忠実(0.98)単一光子透過と絡み合った光子の分布を示す。
我々のCTFは、低損失、高空間モード純度、低偏光劣化、低色分散の利点を組み合わせて実現した。
また、単一光子低レイテンシ(真空中の光の99.96%の速度)の伝送を実証し、多目的偏光に基づく量子情報処理におけるリンクの広範な利用の道を開く。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-23T03:21:32Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。