掺铒 CaMoO$_4$ 薄膜的微观结构及初步光学与微波表征

本工作探索了在硅和氧化钇稳定氧化锆（YSZ）衬底上生长的掺铒钼酸钙（CaMoO$_4$）薄膜，将其作为一种潜在的固态系统，用于量子网络应用中的 C 波段（利用 $\sim$1.5 $\mu$m Er$^{3+}$ 4f-4f 跃迁）量子发射器。通过分子束外延生长实验以及电子显微镜、X 射线衍射和反射电子衍射研究，我们确定了一个受掺入限制的沉积区域，该区域使得生长中的薄膜能够达到 1:1 的 Ca:Mo 比例，从而形成单相 CaMoO$_4$，并可原位掺杂 Er（通常为 2-100 ppm）。我们进一步表明，在硅衬底上的生长是单相但多晶形态；而在 YSZ 衬底上的生长则导致高质量的外延单晶 CaMoO$_4$ 薄膜。我们对 2 ppm、200 nm 外延 CaMoO$_4$ 退火薄膜的疑似 $Y_1 - Z_1$ 跃迁进行了初步的光学和微波表征，提取出光学非均匀线宽为 9.1(1) GHz，光学激发态寿命为 6.7(2) ms，光谱扩散限制的均匀线宽为 6.7(4) MHz，以及 EPR 线宽为 1.10(2) GHz。