硅基 G 中心的亮度和 Purcell 增强单光子发射
光学
2025-05-05 v2 量子物理
摘要
硅基 G 中心作为可扩展硅平台上的单光子源具有巨大的潜力。然而，这些着色中心具有较大的非辐射衰减和较低的 Debye-Waller 因子，限制了其在量子应用中的可用性。本文演示了通过将其耦合至纳米光子腔体实现亮度和 Purcell 增强的发射。纳米束腔将单个 G 中心的自发辐射速率增强 6 倍，考虑到衰减进入声子侧带后，Purcell 因子可达 31。我们获得的自发辐射速率为 0.97 ns，这是硅中报告的最快单光子发射速率。凭借此辐射增益，我们实现了与先前报告值相比发射器亮度提升约一个数量级。这些结果为硅光子芯片上的可扩展量子光源铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2412.10603,
title = {Bright and Purcell-enhanced single photon emission from a silicon G center},
author = {Kyu-Young Kim and Chang-Min Lee and Amirehsan Boreiri and Purbita Purkayastha and Fariba Islam and Samuel Harper and Je-Hyung Kim and Edo Waks},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10603},
year = {2025}
}