論文の概要: A Si-on-SiC Platform for Interfacing with Vanadium Dopants in the Telecom O-Band
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.35702v1
- Date: Mon, 28 Sep 2026 17:42:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-01 19:34:08.505774
- Title: A Si-on-SiC Platform for Interfacing with Vanadium Dopants in the Telecom O-Band
- Title（参考訳）: テレコムOバンドにおけるバナジウムドーパタンと対向するSi-on-SiCプラットフォーム
- Abstract要約: 炭化ケイ素(SiC)のバナジウム色中心は、テレコムOバンド発光、サブミクロ秒光寿命、第2スケールスピン緩和時間を提供する。
ここでは, シリコンナノキャビティと浅いバナジウムドーパントとを両立させるシリコンオンSiCヘテロジニアスフォトニックプラットフォームを紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Vanadium color centers in silicon carbide (SiC) offer telecom O-band emission, sub-microsecond optical lifetimes, and second-scale spin relaxation times, rendering them promising candidates for quantum network nodes. However, efficient photon extraction from the high-refractive-index SiC host remains challenging. Here, we introduce a silicon-on-SiC heterogeneous photonic platform in which silicon nanocavities evanescently couple to shallow vanadium dopants in commercial 4H-SiC, enabling efficient zero-phonon line (ZPL) collection under resonant excitation. In as-grown ensembles, we observe Purcell-enhanced photoluminescence with transient spectral hole burning linewidths of 50 MHz on microsecond timescales. In dilute implanted samples, we isolate individual vanadium centers with high-purity single photon emission and a Purcell-enhanced lifetime of 109 ns. The entire optical interface operates through a single lensed fiber, including a 905 nm repump laser that recovers the vanadium charge state with 95% efficiency. These results establish Si-on-SiC as a scalable, foundry-compatible platform for telecom-wavelength spin-photon interfaces.
- Abstract（参考訳）: 炭化ケイ素(SiC)のバナジウム色中心は、テレコムのOバンド発光、サブミクロ秒の光寿命、第2スケールのスピン緩和時間を提供し、量子ネットワークノードの候補となる。
しかし、高屈折率SiCホストからの効率的な光子抽出は依然として困難である。
ここでは, シリコンナノキャビティが商業用4H-SiCの浅いバナジウムドーパントと共振的に結合し, 共振励起下での効率的なゼロフォノン線(ZPL)の収集を可能にするシリコンオンSiCヘテロジニアスフォトニックプラットフォームを提案する。
As-grown アンサンブルでは、マイクロ秒の時間スケールで50MHzの直線幅の過渡的なスペクトルホールを焼くパーセルの光発光を観察する。
希薄な埋込み試料では,高純度単一光子発光とパーセル寿命109 nsのバナジウム中心を分離した。
光学インターフェース全体は、バナジウムの電荷状態を95%効率で回復する905nmリポンプレーザーを含む、単一のレンズファイバーを介して動作する。
これらの結果により、Si-on-SiCは、テレコム波長のスピン光子インタフェースのためのスケーラブルでファストリー互換のプラットフォームとして確立される。
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