微米级薄膜中稀土自旋的相干性质
量子物理
2025-03-13 v1 光学
摘要
由于优异的光学和自旋相干性质,体晶体中的稀土离子是量子信息科学中极佳的固态量子系统。然而,单个稀土离子微弱的荧光对可扩展性提出了重大挑战,需要将其集成到微腔中。薄膜是用于这种集成的一种极具前景的材料平台,但在不损害材料和稀土离子性质的前提下进行制备仍然具有挑战性。在本工作中,我们利用离子注入技术从体晶体中制备了微米级钇铝石榴石(YAG)薄膜。所得薄膜保留了原始体晶体的单晶结构。值得注意的是,嵌入的稀土离子具有光稳定性,并表现出类似体晶体的自旋相干性质。我们的结果证明了类体自旋性质与薄膜制备技术的兼容性,促进了稀土离子高效集成到片上光子器件中,并推动了稀土离子系统在量子技术中的应用。
引用
@article{arxiv.2503.09147,
title = {Coherence Properties of Rare-Earth Spins in Micrometer-Thin Films},
author = {Zihua Chai and Zhaocong Wang and Xinghang Chen and Quanshen Shen and Zeyu Gao and Junyu Guan and Hanyu Zhang and Ya Wang and Yang Tan and Feng Chen and Kangwei Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.09147},
year = {2025}
}