AlN 単結晶材料が利用可能です。製品仕様を参照してください。https://www.powerwaywafer.com/aln-substrate.html。 製品の詳細情報やお問い合わせについては、弊社営業チームまでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com.

現在、人々は AlN を使用して、高 Q 値の共振空洞と低損失の導波路を準備しています。 また、AlN 結晶中で室温で動作できる単一光子源であることも報告されています。 しかし、量子集積光回路の光源としては、まだ課題があります。まず、AlN の単一光子源の光学特性は低く、高いバックグラウンド蛍光を示し、スペクトル全体に占めるゼロフォノン線の割合が低いです。発光（デバイ係数は非常に低く、わずか 3%）であり、発光線幅も比較的大きいです。 共振空洞と光導波路との結合を実現するには、単一光子源の位置を正確に制御する必要があります。 狭い線幅、高いデバイ係数、および正確で制御可能な位置を備えた単一光子源を AlN 内で実現する方法は、AlN 用の光量子集積プラットフォームの開発における緊急の課題です。

1. フェムト秒レーザーによるAlN作製の高性能単一光子源に関する研究

最近、研究チームはフェムト秒レーザーを使用して、単一光子放出用のカラー中心光源を準備しました。 高品質の AlN 単結晶では、フェムト秒レーザー パルスと材料の間の非線形相互作用を利用して、回折光学限界を超える加工を実現します。 レーザー焦点で量子欠陥の形成を誘発し、色中心を生成し、新しい発光色中心エネルギーレベルをバンドギャップに導入します。

図1 窒化アルミニウムのフェムト秒レーザー作製における単一光子源の概略図とスペクトルおよび量子放射特性試験

実験により、単一光子源の局在化がAlN単結晶基板上で達成可能であり、発光色中心の加工歩留まりが50%以上に達する可能性があることが示されている。 興味深いことに、フェムト秒レーザーによって作成された単一光子源ラインは、狭い幅、非常に純粋なスペクトル、および非常に低いバックグラウンド蛍光を有し、単一の鋭い発光ピークと非常に弱いフォノン側波帯を示します。 計算後、単一光子源のデバイ係数は 65% 以上に達する可能性があります。 そのスペクトル変化と単一光子計数をモニタリングすることにより、レーザーで調製された単一光子源が長期間の光励起下でも高い安定性を維持することが判明した。 さらに研究チームは、用意された色中心の種類について第一原理計算も実施し、酸素関連欠陥がこれらの色中心から放出される単一光子源の種類である可能性があると提案した。

図2 フェムト秒レーザーで加工した単一光子源の光学特性

2.P展望AlN単結晶における単一光子源の研究

研究チームは、フェムト秒レーザーを使用して、AlN単結晶基板上に高性能単一光子源（線幅が狭く、デバイ係数が高く、室温での安定性が高い）を50％以上の収率で配置して準備しました。 この研究は、AlN 結晶が安定した高品質の室温単一光子放出を達成できることを実証し、次世代の量子光子チップの巨大な可能性を示し、統合量子プラットフォームの開発のための信頼できる単一光子源の準備技術を提供します。窒化アルミニウム。

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