碳化硅纳米柱中氮空位中心的低于 2 开尔文特性表征
量子物理
2025-01-15 v4 光学
摘要
高效量子通信技术的发展依赖于其实现多个层面的创新，我们应对这一挑战的途径涵盖了从纳米尺度的物理系统基本特性到宏观尺度的仪器设备层面。我们选择了一种有前景的近红外量子发射体——4H-SiC 中的氮空位（NV）中心，并在系综层面将其与纳米柱结构集成，以提高向物镜的光子收集效率。此外，与块体材料相比，纳米柱中收集效率的变化可作为晶格中色心取向的指示。为了在史无前例的低于 2 开尔文温度下表征 NV 中心特性，我们在光学低温恒温器的腔室内集成了兼容的超导纳米线单光子探测器，并创建了 ICECAP，即用于发射、收集和光子探测的集成低温系统。ICECAP 测量表明，NV 系综发射没有显著的谱线展宽，且收集到的发射增强了高达 14 倍。通过额外的滤波，我们测量了基面（）和轴向（）取向下 NV 中心的发射体寿命，揭示了其低温值分别为 2.2 ns 和 2.8 ns。
引用
@article{arxiv.2401.10509,
title = {Sub-2 Kelvin characterization of nitrogen-vacancy centers in silicon carbide nanopillars},
author = {Victoria A. Norman and Sridhar Majety and Alex H. Rubin and Pranta Saha and Nathan R. Gonzalez and Jeanette Simo and Bradi Palomarez and Liang Li and Pietra B. Curro and Scott Dhuey and Selven Virasawmy and Marina Radulaski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10509},
year = {2025}
}