Emisión de centros de vacío de nitrógeno en forma de diamante por modos de guía de ondas fotónica topológica

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica
• Fotónica topológica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los avances en la integración de emisores de un solo fotón en arquitecturas fotónicas requieren una caracterización detallada de sus interacciones.
• Los centros de vacío de nitrógeno (NV) en el diamante son emisores de un solo fotón prometedores para aplicaciones cuánticas.

Objetivo del estudio:

• Investigar la interacción entre los centros NV a temperatura ambiente y una guía de ondas topológica proximal.
• Caracterizar el ancho de banda de la guía de onda y la direccionalidad de propagación de la luz utilizando centros NV como fuentes de luz locales.

Principales métodos:

• Utilizó un nanocristal de escaneo de diamante que contiene centros de NV.
• Utilizó fotoluminiscencia NV para sondear los efectos de acoplamiento de campo cercano con una guía de ondas topológica.
• Análisis de la forma espectral y la polarización de la emisión de NV.

Principales resultados:

• Centros NV demostrados como fuentes de luz locales y espectralmente amplias para la caracterización de guías de onda.
• Se observó una influencia significativa del acoplamiento de campo cercano en los espectros de fotoluminiscencia NV y la elipticidad.
• Se han detectado campos de luz nanoestructurados con un contraste superior al 50% y una resolución espacial de subnanopartículas.

Conclusiones:

• El estudio amplía las modalidades de detección de los centros de color NV.
• Destaca las oportunidades para los dispositivos ópticos cuánticos en chip que utilizan fotónica topológica para la manipulación y lectura de emisores de un solo fotón.