一个高效的共平面波导设计,用于h-BN量子传感器中的增强光学读数

科学领域:

• 量子传感器是一种量子传感器.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 对用于量子传感的六角化 (hBN) 中自旋活性空位 (VB-) 缺陷的兴趣日益增长.
• 目前的hBN量子传感器由于波导设计效率低下而面临光学读取和信号噪声的限制.
• 现有的波导阻碍了微波吸收,导致光学检测磁共振 (ODMR) 对比度降低.

研究的目的:

• 通过开发改进的波导设计来推进hBN集成量子传感器.
• 为了克服hBN量子传感器件中传统的双端口波导的局限性.
• 为了提高光学读取效率和磁场检测的信号噪声比.

主要方法:

• 开发一个紧的,单端口的共平面波导 (CPW) 用于hBN量子传感器的三代.
• 在CPW设计中整合芯片上的光学和微波激发功能.
• 传感器性能的表征,包括ODMR对比度和射频 (RF) 磁场度.

主要成果:

• 在低微波功率 (400mW) 时,达到约28%的高ODMR对比度.
• 证明了改进的阻抗稳定性和高射频磁场度,而不会影响自旋特性.
• 将传感器效率提高了三倍,并将射频功耗降低了五倍.

结论:

• 开发的单端口CPW是hBN集成量子传感器的一个重大进步.
• 微型传感器设计在较低的微波功率下提供了强大的性能,非常适合可扩展的应用.
• 这项技术使用量子传感实现了更高效,更灵敏的磁场检测.