与连续域束缚态超表面耦合的可寻址光学自旋缺陷
光学
2024-03-07 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
范德瓦耳斯（vdW）材料，包括六方氮化硼（hBN），是具有吸引人的性质以研究纳米尺度光-物质相互作用的层状晶体固体。hBN已成为纳米光子结构的一种通用构建模块，且近期本征可寻址光学自旋缺陷的识别为量子技术开辟了令人兴奋的可能性。然而，这些缺陷表现出相对较低的量子效率和较宽的发射光谱，限制了潜在应用。光学超表面提出了一种提升光发射效率的新途径，在亚波长尺度上对光-物质耦合提供非凡的控制。在此，我们提出并实现了hBN超表面中本征自旋缺陷与高质（Q）因子谐振之间的单片可扩展集成，利用准连续域束缚态（qBICs）。自旋缺陷系综与qBIC谐振之间的耦合带来了25倍的光致发光强度提升，并伴随谱线窄化至低于4 nm线宽，这由超过的Q因子所促成。我们的发现展示了一类新的基于自旋的超表面，并为面向成像、传感和光发射中量子应用的增强效率与灵敏度的vdW基纳米光子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2306.05735,
title = {Optically addressable spin defects coupled to bound states in the continuum metasurfaces},
author = {Luca Sortino and Angus Gale and Lucca Kühner and Chi Li and Jonas Biechteler and Fedja J. Wendisch and Mehran Kianinia and Haoran Ren and Milos Toth and Stefan A. Maier and Igor Aharonovich and Andreas Tittl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.05735},
year = {2024}
}
备注
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