碳合化薄膜的室温高纯度单光子辐射来自碳化薄膜
Arka Chatterjee1, Abhijit Biswas2, Addis S Fuhr3
1Department of Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston, TX 77005, USA.
Science advances
|June 20, 2025
概括
研究人员使用脉冲激光沉积在六角化 (h-BN) 中开发了高度纯净和稳定的单光子发射器. 这一突破为量子技术提供了可扩展的量子光学源.
科学领域:
- 量子光学和材料科学.
- 固态单光子发射器的探索.
背景情况:
- 六角化 (h-BN) 显示出室温单光子生成的潜力,但纯度,稳定性和可扩展性是关键挑战.
- 现有的方法很难满足对强大的量子技术的需求.
研究的目的:
- 在h-BN中开发高纯度和稳定的单光子发射器 (SPEs).
- 为了实现用于量子应用的SPE的大规模生产.
主要方法:
- 使用脉冲激光沉积 (PLD) 直接生长的厘米尺度,碳添加h-BN薄膜.
- SPE属性的表征,包括纯度,稳定性,亮度和自旋光子纠.
- 第一原则计算以确定缺陷结构.
主要成果:
- 在室温下运行的h-BN中展示了高纯度和稳定的SPEs.
- 实现了超低的二次相干度 (g(2)(0) = 0.015) 和高亮度 (~0.5 Mcps).
- 观察到显著的稳定性 (>15分钟) 和45%的Debye-Waller因子.
结论:
- PLD可实现低温合成和在现场对独特的碳缺陷进行兴奋剂,从而产生优越的SPE特性.
- 这种方法提供了一种可扩展的方法,用于在h-BN中生产高质量的SPEs.
- 开发的SPE适用于各种量子技术中的强大的量子光学源.
