論文の概要: High-cooperativity coupling and spin-resolved extinction of tin-vacancy centers in a diamond-like microcavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.04797v1
- Date: Wed, 05 Aug 2026 13:06:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-06 14:48:43.931206
- Title: High-cooperativity coupling and spin-resolved extinction of tin-vacancy centers in a diamond-like microcavity
- Title（参考訳）: ダイヤモンド状微小空洞におけるスズ空洞中心の高協力結合とスピン分解消滅
- Authors: Kerim Köster, András Laukó, Federico Rapisarda, Philipp Graßhoff, Vladislav Bushmakin, Jens Fuhrmann, Ou Wang, Dominic Reinhardt, Doğuşcan Ahiboz, Peter Knittel, Thomas Hümmer, Wolfgang Wernsdorfer, Jörg Wrachtrup, Fedor Jelezko, Tommaso Pregnolato, Tim Schröder, Jan Meijer, Cyril Popov, David Hunger,
- Abstract要約: ダイヤモンド中のスズ空孔中心は量子ネットワークのための有望なスピン光子インターフェースである。
フルチューニング可能なFabry-PérotマイクロキャビティにおけるSnV中心のキャビティ強化光物質結合を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24545732952371546
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The tin-vacancy (SnV) center in diamond is a promising spin-photon interface for quantum networks, combining favorable optical properties with spin coherence above 1K. Unfolding the full potential requires cavity enhancement to increase photon-emitter coupling efficiency. Here, we demonstrate cavity-enhanced light-matter coupling of SnV centers in a fully tunable Fabry-Pérot microcavity operating at temperatures down to 1K with in-situ magnetic field control. We access the diamond-like regime of hybrid cavity modes through integration of low-roughness diamond membranes, where the field is concentrated inside the diamond and Purcell enhancement is maximized. Diamond-like modes deliver a more than two-fold increase in the effective Purcell factor over air-like modes, reaching $C_0 = 4.1(1)$ compared to $C_0 = 1.85(5)$ in the air-like case, while simultaneously relaxing mechanical stability requirements. Resonant probing reveals coherent cavity-emitter coupling with 96% extinction contrast and a coherent cooperativity of $C = 4.0(14)$. By applying a magnetic field, we further achieve spin-resolved cavity extinction, observing spin-selective optical transitions with a contrast of ${\cal C}_{\rm spin} = 0.91$. These results establish SnV centers in diamond coupled to open Fabry-Pérot microcavities as a promising platform for efficient spin-photon interfaces.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のスズ空孔(SnV)中心は1K以上のスピンコヒーレンスと好ましい光学特性を組み合わせた量子ネットワークのための有望なスピン光子界面である。
フルポテンシャルの展開には、光子-エミッタ結合効率を高めるためにキャビティの強化が必要である。
そこで本研究では,SnV中心のキャビティ強化光物質結合を,磁場制御による温度1Kまでのフルチューニング可能なFabry-Pérotマイクロキャビティで実証する。
低粗度ダイヤモンド膜を統合し, ダイヤモンド内部に集中し, パーセルの増強を最大化することにより, ハイブリッドキャビティモードのダイヤモンドライクな状態にアクセスできる。
ダイヤモンド様モードは、空気様モードよりも効果的なパーセル因子を2倍以上に増加させ、空気様の場合、C_0 = 4.1(1)$を$C_0 = 1.85(5)$と比較し、同時に機械的安定性の要求を緩和する。
共鳴プローブは、96%の絶滅コントラストとC = 4.0(14)$のコヒーレントなコヒーレントな共役性を持つコヒーレントな空洞-エミッターカップリングを明らかにする。
磁場を印加することにより、スピン分離された空洞の消滅をさらに達成し、${\cal C}_{\rm spin} = 0.91$のコントラストでスピン選択光学遷移を観察する。
これらの結果から、ダイヤモンド中のSnV中心と、Fabry-Pérotマイクロキャビティが結合し、効率的なスピン-光子界面のための有望なプラットフォームとして確立された。
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