A chip-scale, telecommunications-band frequency conversion interface for quantum emitters
我们描述了一个芯片级，低噪声操作的频率转换接口，在常见的单光子发射器所需的波长设计。氮化硅波导中的四波混频布拉格散射被用于证明在980 nm和1550 nm波长区域之间的频率上转换和下转换，在低连续波输入泵浦功率（<50 mW）下，信号与背景水平>10并且转换效率约为-60 dB。有限元模拟和分步傅立叶方法表明，在现有的几何结构中，大约10 W的增加的输入功率（例如，由放大的纳秒脉冲产生）将导致> 25%的转换效率。最后，我们提出了波导设计，可用于连接较短波长（637 nm至852 nm）的量子发射器与1550 nm。
2013-09-06 physics.optics quant-ph
Vanadium spin qubits as telecom quantum emitters in silicon carbide
具有自旋寄存器的固态量子发射器是量子通信的有前途的平台，但很少在低损耗光纤网络所需的窄电信频带内发射。在这里，我们在碳化硅（SiC）中创建和隔离近表面的单一钒掺杂剂，在O波段（1278-1388 nm）具有稳定和窄的发射，亮度允许在晶圆级CMOS兼容材料中进行无腔检测。在钒系综中，我们表征了4 H-SiC和6 H-SiC中所有五个可用位点的复杂d1轨道物理。光学跃迁对来自局部硅和碳同位素的质量偏移敏感，从而实现光学分辨的核自旋寄存器。在基态和激发轨道态的光学检测磁共振揭示了各种超精细相互作用与钒核自旋和量子存储器的时钟跃迁。最后，我们展示了自旋态的相干量子控制。这些结果为固态电信发射体的量子应用提供了一条途径。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
A quantum-coherent photon--emitter interface in the original telecom band
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Sparrow Quantum ApS（Sparrow量子有限公司）；University of Basel（巴塞尔大学）
本研究在原始电信波段实现了波导集成量子点的量子相干光子-发射体界面，具有接近变换极限的线宽和高发射速率，为可扩展量子网络铺平道路。
2025-10-10 physics.optics quant-ph
Visible-to-telecom quantum frequency conversion of light from a single quantum emitter
量子频率转换（QFC）是一种非线性光学过程，其中量子光场的频率被改变，同时保持其非经典相关性，20年前首次被证明。同时，它被认为是实现量子中继器的重要工具，因为它允许将量子存储器与作为量子信息载体的电信波长光子连接。在这里，我们展示了由量子点（QD）发射的可见单光子（711 nm）到电信波长（1，313 nm）的有效（>30%）QFC。对波长转换前后的一阶和二阶相干性的分析清楚地证明了在频率转换过程中，相干时间和光子反聚束等重要性质是完全守恒的。我们的研究结果强调了单光子源与QFC相结合的巨大潜力，作为一种有前途的量子中继器方案技术。
2012-04-27 physics.optics quant-ph
Engineering chlorine-based emitters in silicon carbide for telecom-band quantum technologies
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）
在硅碳化物中工程化氯基发射体，用于实现电信波段量子技术，通过氯离子注入和退火制备出新型色心，具有强潜在应用价值。
2025-10-28 quant-ph
Identification of a telecom wavelength single photon emitter in silicon
采用第一性原理计算，结合自洽多体微扰方法，确定了硅中G光致发光中心的精确微观结构。缺陷由中性电荷状态下的$\text{C}_\text{s}-\text{Si}_\text{i}-\text{C}_\text{s}$构型的$\text{C}_\text{s}\text{C}_\text{i}$碳杂质构成，其中$s$和$i$代表Si晶格中的相应替代和间隙位置。我们发现，所观察到的精细结构的光信号起源于非热旋转重取向的缺陷。我们将光学检测磁共振测量中报告的单斜对称性归因于在非常低的温度下降低的隧穿速率。我们讨论了热激活运动平均的缺陷属性和量子比特状态的性质。
2021-10-06 physics.atom-ph physics.comp-ph quant-ph
Site-Controlled Telecom Single-Photon Emitters in Atomically-thin MoTe2
二维过渡金属二硫属化合物（2D TMDCs）中的量子发射体（QE）由于其独特的谷赝自旋自由度（DOF）和易于通过逐层组装方法集成到量子光子、电子和传感平台中的潜力而发展到量子通信和转导研究的前沿。到目前为止，能够在O-C电信频段工作的QE尚未在TMDC中得到验证。在这里，我们报告了一个确定性的创建这样的电信QE发射在1080至1550 nm的波长范围内，通过耦合的2D二碲化钼（MoTe 2）的应变诱导纳米柱阵列。我们在10 K下进行的Hanbury Brown和Twiss实验揭示了清晰的光子反聚束，单光子纯度为90%。还观察到超长寿命，比2D激子的寿命长4-6个数量级。极化分析进一步揭示，虽然一些量子阱显示交叉线性极化的双峰与~1 meV分裂所产生的应变诱导的各向异性交换相互作用，谷简并被保存在其他量子阱。在8 T磁场下观察到交叉极化双重态的谷塞曼分裂和谷对称性的恢复。与其他电信QE相比，我们的QE提供了通过单光子访问谷自由度的潜力，可以在基于光纤的量子网络中带来前所未有的优势。
2021-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Investigation of Purcell enhancement of quantum dots emitting in the telecom O-band with an open fiber-cavity
本研究将电信O波段半导体量子点集成到可调谐开放式光纤腔中，观测到Purcell效应导致的衰减时间最多缩短2.46(2)倍，分析了系统限制因素，为高效电信量子光源研发指明路径。
2024-08-06 physics.optics quant-ph
Polarization-encoded quantum key distribution with a room-temperature telecom single-photon emitter
该研究利用基于GaN缺陷的室温电信波段单光子源实现偏振编码量子密钥分发，在不同长度光纤测试中获得相应安全密钥率，验证了GaN缺陷在量子通信中的应用潜力。
2024-10-07 quant-ph
Ultra-narrow inhomogeneous spectral distribution of telecom-wavelength vanadium centres in isotopically-enriched silicon carbide
本研究针对自旋活性量子发射器光发射频率展宽大的问题，通过调控4H-SiC同位素组成将其中V4+钒中心的非均匀光谱分布降至100 MHz，还通过调整掺杂浓度延长其电荷态寿命，为可扩展电信量子网络提供了优质物质节点候选。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
High-fidelity entanglement between a telecom photon and a room-temperature quantum memory
本文利用简单铷系统演示1324 nm电信光子与室温量子存储器的纠缠，保真度达90.2%，并在80%保真度下实现每秒1200个Bell对的高速产生，为可扩展量子中继器和现实量子网络部署奠定基础。
2025-03-14 quant-ph
An all-fibred, telecom technology compatible, room temperature, single-photon source
Université Côte d'Azur（蔚蓝海岸大学）；Majulab International Joint Research Unit UMI 3654, CNRS, Université Côte d’Azûr, Sorbonne Université, National University of Singapore, Nanyang Technological University（马久拉国际联合研究单元（UMI 3654），法国国家科学研究中心，蔚蓝海岸大学，索邦大学，新加坡国立大学，南洋理工大学）；Centre de Recherche sur l’Hétéro Epitaxie et ses Applications (CRHEA)（异质外延及其应用研究中心）
本文利用电信技术和GaN晶体点缺陷，首次开发出室温运行、发射电信O波段的全光纤单光子源，在1292 nm波长实现高亮度与高纯度，为可移植量子密码学设备集成提供潜力。
2025-04-04 quant-ph
Position-controlled Telecom Single Photon Emitters Operating at Elevated Temperatures
本研究利用含单InAsP棒中量子点的确定性定位InP纳米线，实现1.31μm高纯度单光子发射，评估了不同温度下的性能，为低冷却要求的可扩展电信单光子发射器制备奠定基础。
2022-10-28 quant-ph
Cavity-enhanced photon indistinguishability at room temperature and telecom wavelengths
针对室温下电信波段单光子不可区分性难以实现的问题，提出利用光纤基微腔与单个纳米管缺陷的非相干良好腔耦合方案，使光子不可区分性较自由空间提升两个数量级以上，为优化非经典光源提供了有前景的策略。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Room temperature photon number resolving detector at telecom wavelengths
大动态范围室温光子数分辨探测器对于测量极低光强和分析多光子量子态是非常有用的。在本文中，我们提出了一个PNR检测器的基础上转换（UC）的电信信号到可见光波长和其检测的热电冷却的多像素硅雪崩光电二极管（APD），也被称为硅光子倍增器（SiPM）。效率达到4%，输入相干态的泊松统计保持到大约20个同时检测。估计对检测信号的串扰影响，以便正确校准检测器。该方案可以在可见光谱窗口以上的任意波长处使用，并具有适当的上转换。
2010-03-29 quant-ph
Room temperature spontaneous emission enhancement from quantum dots in photonic crystal slab cavities in the telecommunications C-band
我们报告的控制自发发射动力学从InAsP自组装量子点发射的电信C波段和弱耦合的模式的双异质结构腔蚀刻在一个悬浮的InP膜在室温下。腔模的品质因数为44 × 10 ^3，超低模体积为1.2 λ/n）^3，在300 K时自发发射率提高了2.8倍。
2009-03-25 physics.optics quant-ph
Quantum Emitters at Telecommunication Wavelengths based on Carbon Defects in Transition Metal Dichalcogenides
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Mahidol University（马希托大学）
本研究通过利用过渡金属二硫化物双层的间接带隙和点缺陷掺杂，克服了室温下量子发射体的光致发光淬灭问题，展示了碳掺杂的TMD双层作为电信波长量子发射体的潜力。
2026-05-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Strain-free, symmetrical, InGaAs quantum dots as single photon emitters in the telecomC-band
University of Milano-Bicocca（米兰比可卡大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本文设计并制备了无应变的InGaAs量子点，用于在1550 nm波段作为单光子发射器，展示了其高质量和单光子纯度。
2026-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable and telecom single-erbium system with record-long room-temperature quantum coherence
College of Nanotechnology, Science, and Engineering (CNSE), Department of Nanoscale Science and Engineering, University at Albany (UAlbany)（奥尔巴尼大学纳米技术、科学与工程学院）
本文提出了一种基于CMOS的单铒离子四态系统，实现了室温下超长的光学相干时间，突破了传统低温环境的限制，并展示了无背景的单光子发射技术。
2026-10-20 quant-ph
Frequency tunable, cavity-enhanced single erbium quantum emitter in the telecom band
针对固态铒离子量子发射体发射速率低、光谱不均阻碍多光子干涉的问题，首次实现单个铒离子的线性斯塔克频率调谐，结合硅纳米光子晶体腔提升衰减速率，为稀土离子基量子网络奠定基础。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Metropolitan quantum key distribution using a GaN-based room-temperature telecommunication single-photon source
本研究利用基于GaN薄膜点缺陷的室温电信波长单光子源，在33 km光纤盘和30 km城域光纤上成功演示了BB84及参考系无关QKD协议，拓宽了SPS在商业QKD中的应用前景。
2024-09-27 quant-ph
Room temperature single-photon emitters in silicon nitride
单光子发射器对于实现量子信息技术、量子传感和量子通信中的若干新兴应用是必不可少的。可扩展的光子平台能够托管固有的或直接嵌入的单光子发射源的集成量子光子电路的实现特别感兴趣。在这里，我们报告的第一次观察到的室温下的单光子发射器在二氧化硅衬底上生长的氮化硅（SiN）薄膜。由于SiN最近已成为集成量子光子学最有前途的材料之一，因此所提出的平台适用于量子芯片器件的可扩展制造。光物理分析揭示了明亮的（> $10^5$计数/秒），稳定的，线性偏振的，和纯的量子发射器在SiN膜的二阶自相关函数的值在零时间延迟$g^{(2)}(0)$在室温下低于0.2。由于观察到的发光峰的窄波长分布，建议发射起源于氮化硅中的特定缺陷中心。氮化硅中的单光子发射器有可能实现量子光源与成熟的光子片上平台的直接、可扩展和低损耗集成。
2021-04-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Room-temperature strong coupling in a single photon emitter-dielectric metasurface system
具有高亮度和长相干时间的单光子源是量子技术中很有希望的量子比特候选者。为此，接口发射器与高精细腔是必需的，特别是在强耦合制度，到目前为止仅限于低温。在这里，我们实验证明，在室温下，强耦合的单光子发射器和一个新的腔的基础上在连续的光学束缚态。由于六方氮化硼中发射极的窄线宽和大振子强度以及腔的有效光子捕获，实现了~4 meV的非常大的拉比分裂。我们的发现揭示了实现可扩展量子设备的新机会，并探索了室温下量子系统中强耦合的新机制。
2022-12-13 quant-ph
Stark tuning of telecom single-photon emitters based on a single Er$^{3+}$
本研究提出并实验演示了利用硅光子晶体腔电极对Y$_2$SiO$_5$晶体中单个Er$^{3+}$的发射频率进行Stark调谐，实现了约27倍线宽的频移，为构建可扩展量子网络提供了有效方案与通用工具。
2023-06-27 quant-ph
Quantum random number generator based on room-temperature single-photon emitter in gallium nitride
我们实验证明了一个实时的量子随机数发生器，通过使用一个室温下的单光子发射器从商业氮化镓晶片的缺陷。由于我们的单光子发射器的亮度，原始比特生成速率为~1.8 MHz，并且在冯诺依曼的随机性提取过程之后，无偏比特生成速率为~420 kHz。我们的研究结果表明，商业氮化镓晶片具有很大的潜力，为集成的高速量子随机数发生器器件的发展。
2020-03-21 physics.optics quant-ph
Decoy-state quantum key distribution over 227 km with a frequency-converted telecom single-photon source
Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）；University of Strathclyde（思克莱德大学）
本研究利用频率转换的电信单光子源，在227公里光纤上实现了损耗容忍度更高的欺骗态量子密钥分发。
2025-12-04 quant-ph
Quantum Teleportation with Telecom Photons from Remote Quantum Emitters
本文利用两个远程半导体量子点分别作为纠缠光子对源和单光子源，结合保偏量子频率转换器在电信波段实现贝尔态测量，完成了全光子量子隐形传态，保真度达0.721(33)，显著超过经典极限，为可扩展量子网络提供了关键支撑。
2024-11-19 physics.optics quant-ph
Site-specific stable deterministic single photon emitters with low Huang-Rhys value in layered hexagonal boron nitride at room temperature
本研究针对六方氮化硼（h-BN）单光子发射器的制备难题，通过低能电子束辐照结合退火工艺，制备出室温下位点稳定、高发射速率、HR值低至0.6的单光子发射器，为量子技术发展提供了新的材料基础。
2023-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Room-temperature giant Stark effect of single photon emitter in van der Waals material
单光子发射器（SPE）是量子科学和技术所需的关键构建模块。对于实际应用，需要大规模的室温固态平台。层状六方氮化硼（hBN）中的色心最近被发现在室温下是超亮和稳定的SPE。然而，为了扩大固态量子信息处理，波分复用量子密钥分发需要大范围的单光子能量，其中不需要不可分辨性，并且用于来自多个发射器的不可区分的单光子产生。斯塔克效应可以通过电场来调节单光子能量，但目前为止，这一效应仅在低温下才能实现。在这里，我们报告的第一个室温斯塔克效应的SPE利用hBN色心。令人惊讶的是，我们观察到一个巨大的单光子斯塔克位移超过30毫电子伏，约一个数量级以上，比以前报道的色心发射器。此外，第一次，在固态SPE的电永久偶极矩的取向是通过角分辨斯塔克效应，揭示了内在的破缺对称性在这样的色心。在此发现的显著斯塔克位移及其原子结构理解的重大进展为室温下可扩展的固态片上量子通信和计算铺平了道路。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherent control of nitrogen-vacancy center spins in silicon carbide at room temperature
具有可操纵自旋量子比特和远程通信荧光的固态色心是量子通信和分布式量子计算的理想平台。在这项工作中，我们相干控制的氮空位（NV）在碳化硅中心自旋在室温下，其中检测到的电信波长的发射。我们通过优化注入条件将NV浓度提高了六倍。因此，在室温下实现了NV中心自旋的相干控制，并且相干时间T2可以达到约17.1 μs。此外，单NV中心的荧光性质的研究表明，它们是室温光稳定的电信范围内的单光子源。利用技术成熟的材料，实验表明，碳化硅中的NV中心是大规模集成量子光子学和长距离量子网络的有前途的平台。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Secure Quantum Key Distribution Using a Room-Temperature Quantum Emitter
QLocked Technology Development Inc.（QLocked技术开发有限公司）；İzmir Institute of Technology（伊兹密尔理工大学）；ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）
本文通过室温下六方氮化硼中的缺陷实现B92协议，展示出高密钥率和低误码率的量子密钥分发性能，为室温单光子源在量子通信中的应用提供了新的可能性。
2025-04-24 quant-ph
Room temperature quantum emitters in van der Waals α-MoO3
本研究在经剥离和热退火的范德华α-MoO₃单晶中实现了室温单光子发射，验证了其光子反聚束特性、高亮度与光稳定性，提出氧空位为可能缺陷来源，为二维范德华材料的光子量子信息研究提供了新平台。
2025-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Near-Infrared and Telecommunication-Wavelength Photon-Pair Source in Optical Fiber
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Quantum Information Science & Technology Center (IQUIST)（伊利诺伊量子信息与科技中心）；Cornell University（康奈尔大学）
基于光纤实现的光子对源，可在电信和近红外波长产生高非简并配对光子，适用于量子网络应用。
2026-02-16 physics.optics quant-ph
Clock-transition-enabled long electron spin coherence of telecom emitters in CeO$_2$
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础科学研究院海得拉巴）；UCL（伦敦大学学院）
研究通过模拟探讨 CeO₂ 中 Er³+ 电子自旋量子比特的相干特性，发现稀释掺杂和低温下可实现秒级相干时间，为量子存储和网络提供新方案。
2026-10-16 quant-ph
On-demand single photon emission in the telecom C-band from nanowire-based quantum dots
本文演示位置可控纳米线量子点在λ>1530 nm电信C波段的按需单光子发射，经带隙上脉冲激发实现g(2)(0)=0.062的纯度，为可扩展制备高效率、高速率单光子源奠定基础。
2023-09-23 quant-ph
Room temperature terahertz polariton emitter
电子跃迁与光学谐振腔的光子模之间的强耦合机制表现为两个模之间简并度的提升和具有光电混合特性的两个极化激元态的产生。这种现象已经在原子、半导体中的激子和基于约瑟夫森结的量子电动力学电路中进行了研究。最近，也有强烈的兴趣来研究类似的效果，使用子带间跃迁的量子阱中的太赫兹，其中的超强耦合制度可以达到和新的物理效应已被预测。这个系统的另一个有趣的特点是，与基于超导体的系统相比，超强耦合机制可以保持到室温。在这项工作中，我们证明了抛物量子阱耦合到LC电路谐振器在超强耦合制度可以实现太赫兹辐射高达室温。
2012-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A telecom band single-photon source using a grafted carbon nanotube coupled to a fiber Fabry-Perot cavity in the Purcell regime
本研究将嫁接碳纳米管上的有机色心与可重构高Q值光纤微腔耦合，实现了Purcell区域内1275 nm单光子发射，输出速率达20 MHz，并测得高达30的Purcell因子与25 μeV的真空Rabi分裂。
2023-05-30 quant-ph
Purcell enhancement of single-photon emitters in silicon
本研究通过将铒掺杂剂集成到纳米光子硅谐振器中，实现了自旋分辨激发和78倍珀塞尔增强的单光子发射，为量子网络提供了新平台。
2023-06-21 quant-ph
Room temperature single-photon superfluorescence from a single epitaxial cuboid nano-heterostructure
当一组相同的发射体在空间上的距离远小于它们发射的光的波长时，单光子超辐射可以出现，并且其特征在于形成自发发射光的超辐射状态，其速率与发射体的数量成线性比例。这种集体现象仅在少数纳米材料系统中得到证明，所有这些系统都需要低于10K的温度。在这里，我们合理地设计了一种单一的胶体纳米材料，它具有多个（几乎）相同的发射器，这些发射器不受其他系统（如分子聚集体）中通常抑制室温超辐射的波动的影响。具体而言，通过结合分子动力学，原子电子结构计算，模型哈密顿方法，我们表明，面对异质结构纳米立方体模仿个人准二维纳米片，可以作为强大的发射器需要实现超辐射现象在室温下。利用逐层胶体生长技术合成纳米立方体，我们证明了单光子超荧光通过单粒子时间分辨光致发光测量在室温下。在单个纳米立方体中对超辐射和亚辐射状态的这种强有力的观察打开了超快单光子发射器的大门，并通过超辐射级联提供了一条纠缠多光子状态的途径。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Hybrid integration of solid-state quantum emitters on a silicon photonic chip
可扩展的量子光子系统需要耦合到集成光子器件的有效单光子源。固态量子发射器可以高效率地产生单光子，而硅光子电路可以在集成器件结构中操纵它们。因此，结合这两种材料平台可以显着增加集成量子光子器件的复杂性。在这里，我们展示了固态量子发射器到硅光子器件的混合集成。我们开发了一种拾放技术，可以定位外延生长的InAs/InP量子点发射在电信波长的硅光子芯片上确定性与纳米级精度。我们采用绝热锥形的方法将量子点的辐射高效率地传输到波导中。我们还采用了一个芯片上的硅光子分束器进行Hanbury-Brown和Twiss测量。我们的方法可以将预先表征的III-V量子光子器件集成到大规模光子结构中，以实现由许多发射器和光子组成的复杂器件。
2017-08-12 physics.app-ph quant-ph
Near-field Strong Coupling and Entanglement of Quantum Emitters for Room-temperature Quantum Technologies
本文展望了纳米等离子体腔量子电动力学在室温下实现量子发射体近场强耦合与多体纠缠的潜力，涵盖量子生物传感、超快单光子发射及工业级器件应用。
2024-09-02 physics.optics quant-ph
Tuning emission energy and fine structure splitting in quantum dots emitting in the telecom O-band
我们报告的MOVPE生长的InGaAs/GaAs量子点发射在电信O波段的单轴压电致动器集成到光学调查。这种有前途的技术，它不会降低量子发射器的光学质量或性能，使我们能够调整量子点发射波长和它们的精细结构分裂。通过光谱分析的发射光相对于其偏振，我们能够证明的精细结构分裂的实验分辨率限制内的取消。这项工作代表了在电信波长处高产量产生纠缠光子对的重要一步，以及将发射精确调谐到目标波长的能力。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-classical two-photon interference between independent telecom light pulses converted by difference-frequency generation
实验研究了可见光波长转换后两光子间的HOM干涉。在实验中，我们利用自发参量下转换制备了一个预示的单光子，另一个光子来自780 nm的弱激光源。我们通过在极化的锂离子电池中使用差频产生将两个光子的波长转换为1522 nm的电信波长，然后观察光子之间的HOM干涉。观测到的可见度是$0.76\pm 0.12$，它清楚地显示了两个光子的非经典干涉。高可见光干涉是实现可见光光子发射源产生的光子的光纤量子通信的重要一步。
2013-04-01 quant-ph
Plasmonics enabled atomically thin linearly polarized emitter at room temperature
二维过渡金属二硫族化物半导体提供了研究强受限激子物理学的独特可能性，并且可集成到这种材料的等离子体平台构成了混合系统，该混合系统可以是感兴趣的，以使得能够操纵其累积光学性质。在这里，我们报告调谐激子发射单层WSe 2，机械剥离的周期性二维等离子体阵列的椭圆形金（Au）纳米盘的顶部。通过利用纳米等离子体阵列（NPA）的等离子体共振的偏振依赖性，可以显着地操纵来自覆盖单层WSe 2的光致发光（PL）发射。PL优先增强NPA覆盖的区域的ake时，激发更接近等离子体共振频率和先前未极化的WSe 2 PL发射获得约20至40%的线性偏振度在室温下。获得WSe 2的PL光谱和NPA的偏振可调谐等离子体共振之间的显着光谱重叠在此观察中起着至关重要的作用。结果表明，从WSe 2的光发射的主动可调谐性，通过使用其他被动的等离子体激元环境，并打开在室温下实现原子薄的线偏振发射器的可能性。除了这种相互作用的基本上令人感兴趣的物理学之外，这对于与取向敏感的光电器件相关的应用是非常期望的。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Femtosecond laser-written nano-ablations containing bright antibunched emitters on gallium nitride
Cardiff University（卡迪夫大学）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Institute for Photonics and Nanotechnologies (CNR-IFN)（光子与纳米技术研究所（CNR-IFN））；Indian Institute of Technology, Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；University of Tokyo（东京大学）
本研究利用飞秒激光写入和快速热退火在氮化镓上制造出含明亮反聚束发射体的纳米烧蚀结构，实现了室温下兆赫兹反聚束发射，为确定性创建量子发射体提供了新途径。
2025-06-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Laser writing and spin control of near infrared emitters in silicon carbide
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；Vilnius University（维尔纽斯大学）；RMIT University（皇家墨尔本理工大学）
本文研究了碳化硅中飞秒激光直写色心阵列结合热退火的技术，实现了近电信O波段荧光发射及双空位的光学自旋读出与相干操控，为集成量子光子学提供了室温下保持自旋相干性的明亮近红外发射体。
2024-11-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Efficient single-emitter plasmonic patch antenna fabrication by novel deterministic in situ optical lithography using spatially modulated light
单发射极等离子体贴片天线是室温确定性单光子源，其表现出高度加速和定向的单光子发射。然而，为了有效地操作，这些结构需要对器件内的发射极定位进行三维纳米级确定性控制，这是一项苛刻的任务，尤其是当制造期间的发射极损坏是主要问题时。为了克服这一限制，我们的确定性室温原位光学光刻协议使用空间调制的光定位等离子体结构非破坏性的任何选定的单发射器与三维纳米级控制。在本文中，我们分析了这样的等离子体天线，嵌入一个确定性定位的单个胶体CdSe/CdS量子点，突出的加速和亮度的发射统计。我们表明，天线诱导的发射器吸收截面增加了1000倍，在高泵浦下，这些天线表现出非线性增强发射。
2021-10-14 physics.optics quant-ph
Programmable activation of quantum emitters in high-purity silicon with focused carbon ion beams
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）；Raith GmbH（Raith有限公司）；Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)（莱布尼茨晶体生长研究所）；Technical University of Dresden（德累斯顿工业大学）
本研究通过聚焦碳离子束在高纯度硅中实现量子发射体的可编程激活，提升单个G中心的创建效率，推动硅中电信量子发射体的纳米尺度工程。
2024-04-30 physics.app-ph quant-ph
Cavity-Enhanced 2D Material Quantum Emitters Deterministically Integrated with Silicon Nitride Microresonators
二维材料中的光学活性缺陷，如六方氮化硼（hBN）和过渡金属二硫属化物（TMD），是一类有吸引力的单光子发射器，具有高亮度、室温操作、发射器阵列的特定位置工程以及外部应变和电场的可调谐性。在这项工作中，我们展示了一种新的方法来精确地对齐和嵌入hBN和TMD内的背景无氮化硅微谐振器。通过Purcell效应，高纯度hBN发射器在室温下表现出高达$46\%$的腔增强光谱耦合效率，这超过了无腔波导-发射器耦合的理论极限和先前的演示近一个数量级。这些器件采用CMOS兼容工艺制造，并且没有表现出2D材料光学特性的退化，对热退火的鲁棒性以及单模波导内量子发射器的100 nm定位精度，为具有按需单光子源的可扩展量子光子芯片开辟了道路。
2022-06-29 physics.optics quant-ph
Structural attributes and photo-dynamics of visible spectrum quantum emitters in hexagonal boron nitride
新发现的范德华材料，如MoS $_2$、WSe $_2$、六方氮化硼（h-BN）和最近的$\mathrm{C}_2\mathrm{N}$，引发了深入的研究，以揭示与其二维结构相关的量子行为。非常感兴趣的是承载单量子发射器的2D材料。具有5.95 eV带隙的h-BN已被证明具有在室温下在UV和可见光谱范围内稳定的单量子发射体。在本文中，我们调查的h-BN的结构特征和发射极的位置之间的相关性，从散装到单层在室温下。我们证明了化学蚀刻和离子辐照可以在h-BN中产生发射极。我们分析了发射体的光谱特征，表明它们是由它们的电子跃迁与h-BN的单一拉曼活性模的相互作用所控制的。光动力学分析揭示了发射体的电子态之间的不同速率。即使在环境条件下和在单层中，发射体也显示出优异的光稳定性。比较不同发射体之间的激发极化揭示了缺陷取向与h-BN六方结构之间的联系。尖锐的光谱特征，颜色多样性，室温稳定性，长寿命的亚稳态，易于制造，发射器接近环境，出色的化学稳定性和生物相容性的h-BN提供了一个全新的系统，可用于传感和量子光子学应用。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanical Decoupling of Quantum Emitters in Hexagonal Boron Nitride from Low-Energy Phonon Modes
最近报道了六方氮化硼（hBN）中的量子发射体在室温下根据傅里叶变换极限保持均匀的线宽。这种不寻常的观察可以追溯到面内声子模式的去耦，如果发射体位于hBN主体材料的两个平面之间，则会出现面内声子模式。在这项工作中，我们调查的起源机械解耦。改进的样品制备能够降低背景和光谱扩散的70倍降低，这是迄今为止hBN中缺陷中心的主要缺点，并使我们能够揭示低声子频率的电子-声子谱密度中的间隙。这种从声子的解耦在室温下持续存在，并解释了观察到的傅里叶变换限制线高达300K。此外，我们调查的偶极发射方向性，并显示出一个优选的光子发射通过支持索赔的缺陷中心的面外扭曲的hBN薄片的一侧。我们的工作奠定了基础，以更深入地了解基础物理的持久性傅立叶变换极限线到室温。它还提供了关于如何识别hBN中大量缺陷中心内的机械隔离发射极的描述。因此，这为室温下hBN中缺陷中心的量子光学应用铺平了道路。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical Charge Injection and Full Coherent Control of Spin-Qubit in the Telecom C-band Emitting Quantum Dot
具有可操纵自旋量子位的固态量子发射器是量子通信应用的有前途的平台。虽然这种光-物质界面可以在许多系统中实现，但只有少数系统允许长距离量子网络所需的电信波段的光发射。在这里，我们提出并实现了一种新的光学活性的固态自旋量子位的基础上，在一个单一的InAs/GaAs量子点生长在InGaAs变质缓冲层发射光子在C-波段的限制的孔。我们使用外部磁场提升空穴的自旋简并，并演示了空穴注入，初始化，读出和完整的相干控制使用皮秒光脉冲。这些结果展示了一种新的固态自旋量子位平台，与现有的光纤网络兼容。
2021-07-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
A telecom-wavelength quantum repeater node based on a trapped-ion processor
本研究提出基于囚禁离子的通信波长量子中继器节点，实现50公里光纤两端光子纠缠，并测算出构建800公里级纠缠网络的系统改进路径，为分布式量子网络提供近期可行方案。
2023-02-15 physics.atom-ph quant-ph
Bright Telecom Spin-Photon Interface in Silicon Photonics
Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学材料科学系）；BiQute；Institute for Research in Electronics and Applied Physics（电子与应用物理研究所）；Joint Quantum Institute（联合量子研究所）；University of Maryland（马里兰大学）；Department of Electrical and Computer Engineering（电气与计算机工程系）；Department of Physics（物理系）；Ulsan National Institute of Science and Technology（蔚山科学技术院）
研究旨在解决硅中缺乏明亮电信波段自旋-光子发射器的问题，通过展示Al1中心，利用同位素纯化器件实现高纯度单光子发射等，解析相关特性，确立其为明亮电信波段自旋-光子界面，为集成量子网络提供平台。
2026-07-29 physics.optics quant-ph
