将硅碳化物中的氮空位中心与纳米光子共振器耦合
光学
2026-02-26 v1 量子物理
摘要
硅碳化物 (SiC) 因其成熟的器件级工艺而成为可扩展量子技术的有力平台。SiC还拥有多种光学活性颜色中心，包括具有三重态基态的氮空位缺陷。然而，红外范围内的强声子耦合限制了这些缺陷的光子提取。本文使用纳米光子结构，具体为微柱和微盘共振器，来增强光学收集和自旋读出。微柱几何结构可实现光子收集4倍的提升，伴随光学磁共振测量中谱噪声降低2.4倍。因此，磁场灵敏度提高了24%。微盘的大模式体积支持1150-1250 nm范围的共振，使其能够与氮空位发射线宽耦合。我们的结果表明，制造可扩展的光子结构可有效提高硅碳化物颜色中心在集成量子光源和传感中的性能。
引用
@article{arxiv.2602.21505,
title = {Coupling nitrogen vacancy centers in silicon carbide to nanophotonic resonators},
author = {Ivan Zhigulin and Konosuke Shimazaki and Samuel M. Stephens and Angus Gale and Karin Yamamura and Hark Hoe Tan and Igor Aharonovich and Mehran Kianinia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21505},
year = {2026}
}