用于高效收集金刚石色心光子的金属-介质天线

基于类原子缺陷的量子技术面临的一个核心挑战是高效收集发射体的荧光。光学天线极具吸引力，因为它们能在很宽的发射体光谱范围内提供定向发射以及自发辐射率增强。在本工作中，我们引入并优化了凹入金刚石衬底并与量子发射体对准的金属-介质纳米天线设计。我们分析了外部量子效率、收集效率、Purcell 因子和总体收集光子率之间的权衡。该分析表明，与裸发射体相比，优化的金属-介质混合结构可将氮空位（NV）中心的收集光子率提高两个数量级以上。因此，这些金属-介质天线应能实现室温下 NV 中心的单次电子自旋测量。