消除 SiV$^-$ 在金刚中过渡到光学暗态状态的技术
量子物理
2025-12-09 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
光学
摘要
带负电的硅空位中心 (SiV) 是量子光子技术的有前景的对象。然而，当受到共振光激发时，它们会不可避免地转移到一个零自旋光学暗态状态。我们展示了这种不需要的电荷状态变化可以借助共振激光和静电场迅速逆转。在金刚表面布置互脉金属电极后，我们将共振激发下 SiV 的稳态光致发光提高了至少 3 倍，其中许多发射器表现为恒定。我们通过电气激活靠近正偏置电极的单个 SiV，这些 SiV 在不施加局部电场时完全暗淡。利用时域三色实验，我们表明共振激光不仅激发 SiV，而且产生自由空穴，将 SiV 转化为 SiV，其时间尺度为毫秒级。通过分析多个单个发射器，我们的结果表明，电荷状态可控性在不同发射器之间存在差异，这表明其局部环境起关键作用。我们提出的电场稳定方案增强了基于群 IV 颜色中心的确定性电荷状态控制，改进了其理解，为实现量子应用（如纠缠生成和量子密钥分配）提供了可扩展的路径。
引用
@article{arxiv.2512.06389,
title = {Mitigating the Transition of SiV$^-$ in Diamond to an Optically Dark State},
author = {Manuel Rieger and Rubek Poudel and Tobias Waldmann and Lina M. Todenhagen and Stefan Kresta and Nori N. Chavira Leal and Viviana Villafañe and Martin S. Brandt and Kai Müller and Jonathan J. Finley},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06389},
year = {2025}
}