摘要:使用三价ERBIUM(ER 3+)的使用,通常嵌入固态中的原子缺陷,在电信设备中广泛采用作为掺杂剂,并显示出基于自旋的量子记忆的量子记忆,以实现量子通信。尤其是其天然电信C波段光学转变和自旋 - 光子接口使其成为集成到现有光纤网络中的理想候选者,而无需量子频率转换。然而,成功的缩放需要具有固有核自旋的宿主材料,与半导体铸造工艺的兼容性以及与硅Pho-Pho-Photonics的直接整合。在这里,我们使用铸造型原子层沉积过程呈现二氧化钛(TiO 2)在硅底物上的薄膜生长,并在ER浓度上具有广泛的掺杂控制。即使在氧气退火后生长的膜是无定形的,它们也表现出相对较大的晶粒,并且嵌入的ER离子表现出来自氧化酶TiO 2的特征性光学发射光谱。至关重要的是,这种生长和退火过程保持了纳米光整合所需的低表面粗糙度。最后,我们通过evaneScent耦合与高质量的Si纳米腔腔接头,并展示了其光学寿命的大型purcell增强(≈300)。我们的发现表明,将ER掺杂材料与硅光子学集成在一起的低温,非破坏性和底物独立的过程。关键字:原子层沉积,纳米光子学,稀土离子,Purcell增强,量子记忆F在高掺杂密度下,该平台可以实现集成的光子组件,例如片上放大器和激光器,而稀释浓度可以实现单个离子量子记忆。
主要关键词