硅纳米光子波导中的铒掺杂剂

成熟的纳米加工技术与优异的材料特性相结合，使硅成为量子技术中极具前景的材料，其中注入的掺杂剂可作为高密度、即使在高温下仍具有出色相干性的量子比特。为了连接并操控这些量子比特，通过纳米光子波导中的光与之接口提供了独特的可能性。本文展示了在此类波导中对注入铒掺杂剂的共振光谱研究。我们克服了此前研究中对高掺杂浓度和带隙以上激发的要求，从而观察到铒掺入到明确定义的晶格位置，其非均匀展宽降低了千倍，约为 1 GHz，光谱扩散线宽低至 45 MHz。因此，我们的研究为实现片上量子存储器、微波到光波转换以及分布式量子信息处理引入了一个新颖的材料平台，其独特之处在于可在光纤通信的主波长波段工作。