耦合硅微腔的碳纳米管掺杂态的增强单光子发射

单壁碳纳米管是一种极具前景的材料，可用作室温下的量子光源以及硅基集成光子电路的纳米级光源。在此我们表明，将碳纳米管中的掺杂态与硅微腔集成，可以在室温下的硅光子平台上提供明亮且高纯度的单光子发射体。我们进行了光致发光光谱测量，观察到掺杂态的发射增强了约 100 倍，并且通过时间分辨测量证实了腔增强的辐射衰减，其中观察到发射寿命减少了约 30%。通过光子关联测量研究了从腔耦合掺杂态发射的光子的统计特性，并观察到了高纯度的单光子产生。光子发射统计的激发功率依赖性表明，即使激发功率增加，光子反聚束程度也能保持在较低水平，同时单光子发射速率可增加至约 $1.7 \times 10^7$ Hz。