腔体-发射体耦合的高产量工程和表征是开发可扩展的量子网络节点的一个突出挑战。原位缺陷形成系统阻碍了实时分析,而以前的原位方法仅限于散装衬底或需要进一步处理以改善发射器的性能。鉴于此,哈佛大学Evelyn L. Hu等展示了使用纳秒脉冲带隙以上的激光直接写入空腔集成的自旋缺陷。4H碳化硅中的光子晶体腔作为一个纳米镜,监测在大约200 nm3的空腔模式体积内的硅单空穴缺陷形成。
本文要点:
(1)观察到自旋共振、腔体集成光致发光和激发态寿命与传统的缺陷形成方法一致,不需要辐照后热退火。
(2)在接近腔体非晶化阈值的通量下,激发态寿命呈指数级下降,并显示在硅单变体形成点的内在背景缺陷的单次退火。这种局部缺陷形成的实时原位方法,与腔体集成的缺陷自旋相搭配,对于量子网络的腔体-发射体耦合工程是必要的。
Day, A.M., Dietz, J.R., Sutula, M. et al. Laser writing of spin defects in nanophotonic cavities. Nat. Mater. (2023).
DOI: 10.1038/s41563-023-01544-x
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01544-x