用于色心自旋量子比特的狭缝负载平面波导

色心自旋量子比特在量子感测、通信和信息处理中受到广泛关注，其状态通常通过激光和微波进行控制。然而，在兼容半导体器件的小 Footprint 微波波导或天线上有效照射激光和微波存在挑战。我们实验性地表明，通过在信号线中引入一个薄狭缝的紧凑型平面波导，可实现对激光和微波的有效照射，从而实现围绕狭缝创建的色心自旋状态的控制。标准平面波导产生的与表面平行的微波磁场即使加载狭缝后仍然存在，这对于控制自旋定量化轴垂直于表面的色心至关重要；而用于初始化和读出自旋态的激光可以通过狭缝接近这些色心。我们对硅碳化物4H-SiC(0001)上的硅空位($\mathrm{V_{Si}}$)进行连续和脉冲的光学探测磁共振测量。实验结果表明，$\mathrm{V_{Si}}$的自旋态能够有效地由与表面平行的微波磁场控制，这与电磁场仿真的数值结果一致。该小尺寸波导适用于将基于色心的量子传感器集成到半导体电子器件和其他小型系统中。