通过可控制的应变,在中单色中心的光谱调和纳米尺度定位
Alessandro Buzzi1, Camille Papon2, Matteo Pirro3,4
1Research Laboratory of Electronics, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA. abuzzi@mit.edu.
Nature communications
|October 3, 2025
概括
我们开发了一个芯片,用于精确控制可扩展量子网络的量子发射器. 这种方法允许按需的光谱调整和使用局部应变的纳米尺度定位颜色中心.
科学领域:
- 量子信息科学 量子信息科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 色中心为可扩展的量子技术提供了一个有前途的平台,原因是电信波长发射和制造兼容性.
- 精确控制单个发射器的光学转换对于产生量子网络所需的不可分辨的光子至关重要.
研究的目的:
- 展示一种方法,用于精确的光谱调节和纳米尺度定位单个G中心在.
- 推进用于量子网络应用的代工兼容量子光子集成电路的开发.
主要方法:
- 一个光子集成电路 (PIC) 的制造,其中包含悬浮的波导和微电机械 (MEMS) 支架.
- 通过电压控制的MEMS悬臂应用局部应变,以光谱调整单个G中心.
- 利用数字双胞胎物理模型,将应变引起的变化与发射器空间位置和光谱行为相关联.
主要成果:
- 在使用局部应变的G中心的零声波线上,经证明可逆波长偏移超过100 pm,而不会影响亮度.
- 实现了-3nm以下的垂直分辨率,用于颜色中心定位,关联位置,二极管方向和光谱特性.
- 启用按需,低功耗的辐射频谱控制和色中心的纳米尺度定位.
结论:
- 开发的基于MEMS的应变调整和数字双胞胎建模提供了对色中心的精确控制.
- 这种方法显著推进了量子发射器在造厂兼容平台上的集成,为可扩展的量子网络铺平了道路.
