大面积空间有序台面顶单量子点：适用于片上集成量子信息处理平台的单光子发射器
量子物理
2024-01-02 v3 光学
摘要
长期以来追求的片上可扩展光子量子信息处理网络的实现，因缺乏在大数量上具有超过所需阈值的发射品质因数、且空间有序和可扩展的按需单光子发射器而受阻。定位必须满足所需的精度程度，以便制造它们的互连以创建所需的功能网络。在此，我们报告了大面积空间有序台面顶单量子点 (MTSQD) 阵列的实现，这些阵列已被证明 [1] 是按需单光子发射器，其特性满足实施旨在用于量子密钥分发、线性光学量子计算、量子多体问题模拟以及计量/传感的量子光子电路/平台的要求。所报道的通过 SESRE（基底编码尺寸减小外延）生长的 GaAs/InGaAs/GaAs MTSQD 阵列，在厘米半径区域内形成了多个高达 100x100、间距为 5um 的阵列。我们展示了发射强度（亮度）和颜色编码波长分布的示意性大面积图像，其标准偏差约为 3.35nm。扫描透射电子显微镜显示对量子点位置的控制非常出色，横向精度约为 3nm，垂直精度约为 1nm。目前剩余的主要挑战是控制整个基板上当前湿法化学蚀刻的图案化纳米台面横向尺寸的一致性，这是一个可克服的技术问题。因此，SESRE 提供了最有前景的方法，用于实现片上可扩展的空间有序按需明亮单量子发射器阵列，满足片上完全集成量子光子电路平台（无论是基于绝缘体上 AlGaAs 的单片平台，还是利用绝缘体上硅 (SOI) 光子集成电路 (PIC) 的混合平台）所需的品质因数。
引用
@article{arxiv.2312.15132,
title = {Large-Area Spatially Ordered Mesa Top Single Quantum Dots: Suitable Single Photon Emitters for On-Chip Integrated Quantum Information Processing Platforms},
author = {Qi Huang and Lucas Jordao and Siyuan Lu and Swarnabha Chattaraj and Jiefei Zhang and Anupam Madhukar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15132},
year = {2024}
}