論文の概要: L-band single-photon generation from a cavity-coupled silicon C-center

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.37244v1
• Date: Tue, 29 Sep 2026 10:58:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.432913
• Title: L-band single-photon generation from a cavity-coupled silicon C-center
• Title（参考訳）: 空洞結合シリコンC中心からのLバンド単一光子生成
• Abstract要約: テレコムLバンドにおけるゼロフォノンエミッションを持つ単一シリコンC中心の分離を報告した。 この結果,シリコンにLバンドのネイティブな量子光源を構築し,超低損失・長距離量子応用の基礎を築いた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4080340797432784
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Monolithic integration of single-photon sources into silicon photonics offers a compelling solution for realizing scalable quantum telecommunication architectures. Among the candidate silicon color centers, the C-center features a zero-phonon emission in the telecom L-band, corresponding to the spectral window of minimum transmission loss in optical fibers. Despite this advantage, isolating single C-centers has remained an unrealized challenge in solid-state quantum optics. In this work, we report the isolation of a single silicon C-center. We enhance the spontaneous emission rate of the zero-phonon line by coupling the single emitter to a nanophotonic crystal cavity, observing a fivefold reduction in the excited-state lifetime compared to bulk conditions, which corresponds to a Purcell factor lower bound of 33. Second-order autocorrelation measurements confirm single-photon emission from the investigated defect, obtaining an optical purity of $g^{(2)}(0) = 0.23$ without background correction. Our results establish a native telecom L-band quantum light source in silicon, laying the foundation for ultra-low-loss and long-distance quantum applications.
• Abstract（参考訳）: 単一光子源とシリコンフォトニクスとのモノリシックな統合は、スケーラブルな量子通信アーキテクチャを実現するための魅力的なソリューションを提供する。 候補となるシリコン色中心のうち、C中心は光ファイバーの最小透過損失のスペクトルウィンドウに対応する、テレコムLバンドにゼロフォノン放射を特徴としている。 この利点にもかかわらず、1つのC中心を分離することは固体量子光学において未実現の課題である。 本報告では, 単一シリコンC中心の分離について報告する。 我々は, 単一エミッタをナノフォトニック結晶空洞に結合させることにより, ゼロフォノン線の自然放出率を高め, バルク条件と比較して励起状態寿命の5倍の減少を観察した。 2次の自己相関測定により、調査された欠陥からの単一光子放出が確認され、背景補正なしで$g^{(2)}(0) = 0.23$の光学純度が得られる。 この結果,シリコンにLバンドのネイティブな量子光源を構築し,超低損失・長距離量子応用の基礎を築いた。

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