Room-temperature single-photon emitters in silicon nitride.
Room-temperature single-photon emitters in silicon nitride.
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DOI：
10.1126/sciadv.abj0627
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发表时间：
2021-12-10
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Shalaev VM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Senichev A;Martin ZO;Peana S;Sychev D;Xu X;Lagutchev AS;Boltasseva A;Shalaev VM
在室温下观察到明亮、稳定、线偏振和高纯度的SiN单光子发射体。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至关重要。可扩展的光子平台，能够托管固有的或嵌入式源的单光子发射的集成量子光子电路的实现是特别感兴趣的。在这里，我们报告的观察在二氧化硅衬底上生长的氮化硅（SiN）薄膜的室温单光子发射器。光物理分析揭示了SiN膜中明亮（>105计数/s）、稳定、线性偏振和纯量子发射体，其在室温下在零时间延迟g（2）（0）处具有低于0.2的二阶自相关函数值。我们认为，由于所观察到的发光峰的波长分布窄，发射起源于SiN中的特定缺陷中心。SiN中的单光子发射器具有将量子光源与完善的光子片上平台直接、可扩展和低损耗集成的潜力。
Bright, stable, linearly polarized, and high-purity single-photon emitters at room temperature are observed in SiN. Single-photon emitters are essential in enabling several emerging applications in quantum information technology, quantum sensing, and quantum communication. Scalable photonic platforms capable of hosting intrinsic or embedded sources of single-photon emission are of particular interest for the realization of integrated quantum photonic circuits. Here, we report on the observation of room-temperature single-photon emitters in silicon nitride (SiN) films grown on silicon dioxide substrates. Photophysical analysis reveals bright (>105 counts/s), stable, linearly polarized, and pure quantum emitters in SiN films with a second-order autocorrelation function value at zero time delay g(2)(0) below 0.2 at room temperature. We suggest that the emission originates from a specific defect center in SiN because of the narrow wavelength distribution of the observed luminescence peak. Single-photon emitters in SiN have the potential to enable direct, scalable, and low-loss integration of quantum light sources with a well-established photonic on-chip platform.
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