基于原位电子束光刻的量子点-圆形布拉格 grating 共振腔的确定性纳米制造及高工艺产率
介观与纳米尺度物理
2025-10-21 v1 应用物理
摘要
将量子点 (QDs) 作为单光子源集成到量子光源中是实现大规模量子网络的关键技术。本研究采用确定性原位电子束光刻 (iEBL) 纳米技术平台，将单个量子点以高精度和高工艺产率集成到圆形布拉格 grating (CBG) 共振腔中。值得注意的是，仅由 3 到 4 个环组成的 CBG 器件，其光子提取效率已与更多环结构的器件相当。这有助于加快制造速度、缩小器件占据面积，并实现与电气接触的兼容性。为演示该工艺的可扩展性，我们展示了跨越两次光刻制造累计制造了 95 个光学活性 QD-CBG 器件的结果。这些器件表现出亮丽、窄带宽的单光子发射，且光学质量卓越。为评估量子点的放置精度，我们应用一种结合 cathodoluminescence (CL) 映射和扫描电子显微镜的强大表征技术。这些器件的统计分析结果表明，我们的 iEBL 方法在各种 CBG 几何结构下均实现了高对齐精度和超过 90% 的工艺产率。我们的发现为用于光子量子技术应用的高性能 QD 基单光子源的可扩展制造铺平了可靠之路。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.16131,
title = {Deterministic nanofabrication of quantum dot-circular Bragg grating resonators with high process yield using in-situ electron beam lithography},
author = {Avijit Barua and Kartik Gaur and Leo J. Roche and Suk In Park and Priyabrata Mudi and Sven Rodt and Jin-Dong Song and Stephan Reitzenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16131},
year = {2025}
}