气相组装分子发射晶体用于集成光子电路

嵌入有机基质的有机分子在低于 3 K 的低温下表现出寿命受限的光学相干性和亮发射。本文提出一种简单气相生长方法，用于合成兼容集成纳米光子电路的光学薄 DBT-doped 烟炭晶体。晶体厚度约为 200 nm，表面粗糙度亚纳米，可调节的横向尺寸最高可达 200 $\mu$m。分子跃迁保持窄谱且光谱稳定，非均匀宽度小于 100 GHz，与烟炭中 DBT 的体块值相当。掺杂密度可调至数百个每 $\mu$m$^2$，确保发射分子位于纳米光子结构的近场内。我们演示了晶体可被微定位于集成光子器件上，分子偶极子与光模式对齐。这一方法为实现芯上单光子源和集体多发射子效应开辟了道路。