六方氮化硼中位点控制的Purcell诱导亮单光子发射体

六方氮化硼（hBN）中的单光子发射体（SPE）是实现未来室温下工作的片上量子光子技术的基本构建单元。然而，基本的挑战，如管理非辐射衰变、竞争性的非相干过程，以及在实现发射体的确定性放置和扩展方面的工程困难，限制了它们的全部潜力。在这项工作中，我们通过工程化发射体-腔耦合并在室温下增强辐射发射，实验演示了用于Purcell诱导位点控制SPE的等离子体纳米谐振器的大面积阵列。等离子体纳米谐振器架构由镀金硅柱和氧化铝间隔层覆盖组成，在天然hBN缺陷的发射带中实现了10倍的局部场增强。共聚焦光致发光和二阶自相关测量显示，亮SPE具有低于30 meV的带宽和超过每秒380万计数的饱和发射率。我们测量到Purcell因子为4.9，使得平均SPE寿命为480 ps，与无金器件相比减少了五倍，同时总体SPE产率为21%。密度泛函理论计算进一步揭示了缺陷hBN和金之间的氧化铝间隔层的有益作用，因为绝缘层可以减轻来自靠近金的缺陷发射的电子展宽。我们的结果提供了亮、异质集成的量子光源阵列，为稳健和可扩展的量子信息系统铺平了道路。