一个CMOS兼容的SiC光子芯片上的混合单量子点合腔,用于Purcell增强的决定性单光子发射
Yifan Zhu1,2, Runze Liu3, Ailun Yi1,2
1State Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences, 865 Changning Road, Shanghai, 200050, China.
Light, science & applications
|February 14, 2025
概括
研究人员开发了一种带有量子点 (QD) 的混合微环共振器 (HMRR),用于增强单光子发射. 这一突破使得可扩展光子量子应用的精确控制和调整成为可能.
科学领域:
- 量子光学是一种量子光学.
- 纳米光子学 纳米光子学
- 综合光子学 综合光子学
背景情况:
- 在集成光子电路中控制单个量子发射器对于量子应用至关重要.
- 将量子发射器等活性设备集成到低损耗光子电路中,以实现Purcell增强的单光子发射仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 为了演示混合微环共振器 (HMRR) 与量子点 (QDs) 结合,用于空腔增强的决定性单光子发射.
- 为了实现量子发射器的精确调和共振,具有用于增强光发射的空腔模式.
主要方法:
- 混合微环共振器 (HMRR) 的制造,支持低声画廊模式.
- 将自组装的量子点 (QD) 与HMRR相连接.
- 集成微型加热器,用于局部和动态调整QD发射.
- 腔质量因子的表征和Purcell增强.
主要成果:
- 该HMRR实现了高达7.8×103.3的质量因素.
- 量子点发射在4纳米范围 (一个自由光谱范围) 上使用微加热器调整.
- 获得了大约4.9的Purcell系数,增强了单光子发射.
- 证明了个别QD的精确调节,使其与腔模式共振.
结论:
- 与量子发射器相结合的混合集成腔体对基于芯片的可扩展光子量子应用有希望.
- 开发的HMRR系统提供了对量子发射器-空腔合的动态控制.
- 这项工作促进了量子技术集成光子设备的开发.
