ダイヤモンド-銀アパーチャーからの単一光子放出の増強

ダイヤモンドの窒素空孔中心などの固体量子発光体は、さまざまな量子情報処理プロトコルや室温でのナノスケール磁気測定方式を実用化するためのロバストな系である。そのような応用には、単一光子の発光効率と光子束の向上が有効であり、これは発光体の電磁環境を設計することによって実現される。魅力的な方法としてプラズモニック共振器を利用したものがあり、光場のサブ波長閉じ込めによって、Q値は低いが適切に組み込まれた双極子の自然放出を大きく改善できる。一方、固体量子系のスケーラビリティーは、並列配置された多くのデバイスにおけるそのような発光体-共振器相互作用を制御する能力に決定的に依存する。今回我々は、規則正しいプラズモニック・アパーチャー・アレイにおいて、単一の窒素空孔中心の放射放出率を高める方法を実証する。この方法は、過去に実証されたオンチップ量子ネットワークを実現するボトムアップ式の方法よりも優れたスケーラビリティーを期待できる。