提取具有单缺陷中心的类膜六方氮化硼以实现谐振器集成

将薄膜集成到光学谐振腔中,在包括光力学在内的诸多应用领域具有关键作用。若此类薄膜能承载类原子系统(尤其是具备自旋态调控能力),将为量子光子学和光力学开辟新路径。层状二维材料已成为承载类原子量子发射体的理想薄膜候选材料,其中六方氮化硼(hBN)因其优异的机械性能和容纳多种光学活性(自旋)缺陷的能力,被视为最具前景的二维平台之一。然而,如何在hBN薄膜中确定性创建光学活性缺陷中心仍面临重大挑战。商用hBN薄片虽具备光学性能优异的缺陷中心,但由于薄片表面形貌导致的散射损耗,其与光学谐振腔的集成仍存在困难,亟需建立合适的转移、操控和加工技术。本研究开发了一套纳米级操纵技术工具包,可从商用hBN中提取含有窄谱单光子发射体的类薄膜结构。研究人员通过将hBN薄膜中的单光子发射体与开放式法布里-珀罗光纤腔(FPFC)模式耦合,实现了向光子器件的转移集成,并在室温下观测到高达100倍的腔诱导光谱增强。该工作攻克了含单光子发射体的hBN薄膜散射损耗难题,为其在光力学系统等未来应用奠定了基础。

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