論文の概要: Investigating Spectral Dynamics and Spin Signatures of a Mechanically Isolated Quantum Emitter in hBN

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.14998v2
• Date: Fri, 17 Apr 2026 09:39:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-20 13:38:49.400958
• Title: Investigating Spectral Dynamics and Spin Signatures of a Mechanically Isolated Quantum Emitter in hBN
• Title（参考訳）: hBNにおけるメカニカル分離量子エミッタのスペクトルダイナミクスとスピン信号の研究
• Authors: Sajedeh Shahbazi, Alexander Pachl, Kathrin Schwer, Patrick Maier, Alexander Kubanek,
• Abstract要約: 六方晶窒化ホウ素の機械的に単離された欠陥中心は、コヒーレントな量子エミッタを約束している。 我々は、コプラナー導波路上に集積されたhBN中の単一の機械的に分離された量子エミッタについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 70.39382957795658
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Mechanically isolated defect centers in hexagonal boron nitride are promising coherent quantum emitters, yet spectral instabilities persist, and their spin-related nature remains unclear. Here we investigate a single mechanically isolated quantum emitter in hBN integrated onto a coplanar waveguide. The emitter exhibits exceptionally bright resonant fluorescence with saturation count rates exceeding $10\,\mathrm{Mc/s}$. High-resolution spectroscopy reveals two closely spaced zero-phonon-line transitions originating from the same defect complex. Time-resolved spectroscopy shows that these transitions exhibit markedly different spectral diffusion dynamics, consistent with distinct donor-acceptor-pair-like recombination pathways with different sensitivities to local electrostatic fluctuations. Off-resonant blue illumination redistributes emission between the two transitions and increases the emission duty cycle without significantly modifying the dominant spectral diffusion rates at low temperature, indicating repumping from long-lived shelving states. Magnetic-field-dependent photoluminescence, optically detected magnetic resonance, and pump-probe measurements reveal millisecond-scale relaxation dynamics and magnetic-field-dependent fluorescence contrast, demonstrating spin-dependent population dynamics in the metastable shelving state. These results clarify how charge-driven spectral fluctuations and spin-dependent shelving jointly shape the optical cycling dynamics.
• Abstract（参考訳）: 六方晶窒化ホウ素の機械的に孤立した欠陥中心はコヒーレントな量子放出体を約束しているが、スペクトル不安定性は持続し、スピン関係の性質は不明確である。 ここでは、コプラナー導波路上に集積されたhBN中の単一の機械的に単離された量子エミッタについて検討する。 このエミッタは10\,\mathrm{Mc/s}$を超える飽和数で非常に明るい共鳴蛍光を示す。 高分解能分光は、同じ欠陥複合体に由来する2つの近接したゼロフォノン線遷移を明らかにする。 時間分解分光法により、これらの遷移は、異なる感度のドナー-アクセプター-ペア-のような組換え経路と、局所静電気ゆらぎの異なる異なるスペクトル拡散ダイナミクスを示すことが示された。 オフ共鳴青色照明は、2つの遷移の間での放出を再分配し、低温において支配的なスペクトル拡散速度を著しく変化させることなく放出デューティサイクルを増大させ、長寿命のシェルヴィング状態からの応答を示す。 磁場依存性のフォトルミネッセンス、光学的に検出された磁気共鳴、ポンププローブ測定によりミリ秒スケールの緩和ダイナミクスと磁場依存性の蛍光コントラストが示され、準安定なせん断状態におけるスピン依存の人口動態が示される。 これらの結果から, 光サイクリング力学は, 電荷誘起スペクトル変動とスピン依存シェルビングとを共に形成することがわかった。

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