Nanotechnológia most – Sajtóközlemény: Az USTC javítja az egyszeres szilícium-karbid forgó színközpontok fluoreszcencia fényerejét

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Kezdőlap > nyomja meg > Az USTC növeli az egyszeres szilícium-karbid forgó színközpontok fluoreszcens fényerejét

Absztrakt:
A Nano Letters-ben online közzétett tanulmányban a Prof. LI Chuanfeng és Dr. XU Jinshi, a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem munkatársa, a Kínai Tudományos Akadémia által vezetett csapat előrelépést ért el az egyes szilícium-karbid forgási hibák fluoreszcenciájának javításában. A kutatók felületi plazmonokat használtak fel, hogy jelentősen megnöveljék az egysíkú szilícium-karbid kettős üresedéses PL6 színközpontok fluoreszcenciájának fényességét, ami a ko-síkú hullámvezetők tulajdonságait alkalmazó forgásszabályozás hatékonyságának javulásához vezetett. Ez az alacsony költségű módszer nem igényel bonyolult mikro-nano feldolgozási technológiát, és nem veszélyezteti a színközpontok koherencia tulajdonságait.

Az USTC növeli az egyes szilícium-karbid forgó színközpontok fluoreszcens fényerejét

Hefei, Kína | Feladás dátuma: 9. június 2023

A szilárdtest-rendszerekben a forgó színközpontok kulcsfontosságúak a kvantuminformáció-feldolgozásban, és fluoreszcenciájuk fényereje létfontosságú paraméter a gyakorlati kvantum alkalmazásokban. Hagyományosan a spin színcentrumok fluoreszcenciájának fokozása magában foglalja a szilárdtest mikro-nanostruktúrákkal való összekapcsolását, ami egy elterjedt módszer, amely különféle sémákat foglal magában, mint például szilárd immerziós lencsék, nanopillérek, bikaszem-struktúrák, fotonikus kristály mikroüregek és rostüregek gyártása. Mindazonáltal továbbra is kihívások maradnak, mint például a színközpont spin tulajdonságainak érzékenysége az összetett mikro-nano gyártási folyamatokra, valamint az egyes színközpontok mikro-nano szerkezetekkel való összehangolásának nehézsége.

Az új megközelítés úttörőjeként a csapat plazmonokat használt a szilícium-karbid spin-központjainak fluoreszcenciájának fokozására. A kutatók kémiai és mechanikai polírozással körülbelül 10 mikrométer vastagságú vékony szilícium-karbid filmet készítettek. Ionimplantációs technológiát alkalmaztak, hogy a filmben felszínhez közeli divancia színközpontokat hozzon létre. A filmet megfordították, és egy síkbeli arany hullámvezetővel bevont szilícium ostyához ragasztották, van der Waals erők felhasználásával. Ez a pozicionálás lehetővé tette, hogy a felszínhez közeli színközpontok az arany hullámvezető felületi plazmonjainak hatása alá kerüljenek, ezáltal fokozva a színközpontok fluoreszcenciáját.

Objektívlencsével (0.85-ös numerikus apertúrával) és a felszíni plazmonok fokozó hatásával a kutatók hétszeresére növelték egyetlen PL6 színközpont fényerejét. Egy 1.3-as numerikus apertúrájú olajlencsével a színközpont fluoreszcenciája meghaladta az egymillió számlálást másodpercenként.

Emellett a kutatóknak sikerült pontosan manipulálniuk a felületközeli színközéppont és a koplanáris hullámvezető közötti távolságot a filmvastagság reaktív ionmaratási eljárással történő beállításával, ami lehetővé tette számukra az optimális működési tartomány tanulmányozását. A felületi plazmonok előállítása mellett a koplanáris arany hullámvezető hatékonyan sugározhat mikrohullámokat, jelentősen javítva a spinszabályozás hatékonyságát. A koplanáris hullámvezető 6-szeresére növelte egyetlen PL14 színközpont Rabi-frekvenciáját ugyanazon mikrohullámú teljesítmény mellett, mint a hagyományos mikrohullámú sugárzási módszereknél.

Ezenkívül a kutatók a fluoreszcencia fokozásának mechanizmusát vizsgálták. Az autokorrelációs függvény háromszintű modell segítségével történő illesztésével és a nem rezonáns gerjesztésű fluoreszcencia élettartamának mérésével megerősítették, hogy a felületi plazmonok a színközpont energiaszintjének sugárzási átmeneti sebességének növelésével növelték a fluoreszcencia fényességét. Azt is megállapították, hogy a kölcsönhatási távolság csökkenésével a felületi plazmonok kioltó hatása a színközpont fluoreszcencia fényerejének csökkenését eredményezte.

Ez a munka a szilícium-karbid filmekben a felszínhez közeli spin színcentrumokból származó plazmonnal javított fluoreszcencia első megvalósítása. A koplanáris arany hullámvezető elkészítése egyszerű, bonyolult javítási struktúrák vagy igazítási folyamatok nélkül. Ez a módszer a szilícium-karbidban lévő többi spin színcentrum fluoreszcenciáját is fokozza, ami jelentős előrelépést jelent a szilícium-karbid anyagok kvantumtudományi alkalmazásában.

####

További információért kattintson a gombra itt

Elérhetőségek:
Jane Fan
Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem

Ha van észrevétele, kérem Kapcsolat minket.

A tartalom pontosságáért kizárólag a sajtóközlemények kiadói felelősek, nem pedig a 7th Wave, Inc. vagy a Nanotechnology Now.

Könyvjelző: