集成于 CMOS 硅芯片上的量子点单光子源的在位波长调谐
应用物理
2020-02-19 v1 光学
量子物理
摘要
硅基量子光子学通过利用互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的优势，为实现大规模量子光子集成电路 (QPICs) 提供了一条有前景的路径。为实现此类硅基 QPICs 的可扩展运行，一种直接方法是集成确定性单光子源 (SPSs)。为此，基于 InAs/GaAs 量子点 (QDs) 等的确定性固态 SPSs 的混合集成极具前景。然而，量子点固有的光谱与空间随机性，对在硅 CMOS 芯片上可扩展地实现多个相同 SPSs 提出了严峻挑战。为克服该挑战，我们一直在研究一种称为转印的新型混合集成技术，其基于拾取-放置操作，并允许将所需 QD SPSs 随意集成到硅 CMOS 芯片上的任意位置。尽管如此，即便在此情形下，为实现来自不同源的 photons 干涉，仍需要对集成 QD SPSs 之间进行完美波长匹配的在位精细调谐。在此，我们演示了集成于 CMOS 硅芯片上的 QD SPSs 的在位波长调谐。为热调谐集成 QDs 的发射波长，我们为 QD SPSs 增设了光驱动加热垫。所有必要元件的集成均使用转印完成，这极大简化了微/纳米光子结构三维堆叠的制备。我们进一步演示了同一硅芯片上两个不同 QD 源之间的在位波长匹配。我们基于转印的方法将为利用 CMOS 技术实现大规模 QPICs 开辟可能。
引用
@article{arxiv.1909.13452,
title = {In-situ wavelength tuning of quantum-dot single-photon sources integrated on a CMOS silicon chip},
author = {Ryota Katsumi and Yasutomo Ota and Alto Osada and Takeyoshi Tajiri and Takuto Yamaguchi and Masahiro Kakuda and Satoshi Iwamoto and Hidefumi Akiyama and Yasuhiko Arakawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.13452},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 4 figures