Источники одиночных фотонов внутри пузырьков на гомо-интерфейсе слоев гексагонального нитрида бора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Существует небольшое количество материалов, которые при комнатной температуре могут содержать источники одиночных фотонов – необходимые элементы квантовых коммуникаций. Одним из таких материалов является гексагональный нитрид бора. В данной работе исследуются механически собранные гомоструктуры из двух пластин нитрид бора. На интерфейсе между этими пластинами образуются микропузырьки из адсорбированных остатков молекул воды и углеродных соединений. После высокотемпературного отжига образцов в областях микропузырьков формируются стабильные однофотонные источники, излучающие в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах при комнатной температуре. Обнаруженное явление открывает путь к созданию стабильных излучателей контролируемым образом с помощью сборки гомоструктур.

Об авторах

A. В. Грициенко

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Email: grits_alex@rambler.ru
Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

М. В. Пугачев

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия

М. О. Аврамчиков

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский университет дружбы народов

Москва, Россия; Москва, Россия

А. Г. Витухновский

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)

Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

Кунцевич Кунцевич

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  1. A. Arzhanov, A. Savostianov, K. Magaryan, K. Karimullin, and A. Naumov, Photonics Russia 16, 96 (2022)
  2. М. Рахлин, К. Беляев, Г. Климко, И. Седова, М. Кулагина, Ю. Задиранов, С. Трошков, Ю. Гусева, Я. Терентьев, С. Иванов, Письма в ЖЭТФ 109, 147 (2019).
  3. Е. Попов, В. Решетов, Письма в ЖЭТФ 111, 846 (2020).
  4. И. Ерёмчев, М. Еремчев, А. Наумов, Успехи физических наук 189, 312 (2019).
  5. В. Дресвянский, С. Бойченко, С. Зилов, А. Ракевич, А. Войтович, Е. Мартынович, Известия Российской академии наук. Серия физическая 80, 97 (2016).
  6. В. Дресвянский, А. Ищенко, Е. Мартынович, С. Мурзин, А. Черных, В. Паперный, Известия Российской академии наук. Серия физическая, 86, 1374 (2022).
  7. C. Morrison, R. Pousa, F. Graffitti, Z. Koong, P. Barrow, N. Stoltz, D. Bouwmeester, J. Jeffers, D. Oi, and B. Gerardot, Nat. Commun. 14, 3573 (2023).
  8. A. Al-Juboori, H. Zeng, M. Nguyen, X. Ai, A. Laucht, A. Solntsev, M. Toth, R. Malaney, and I. Aharonovich, Advanced Quantum Technologies 6, 2300038 (2023).
  9. А. Галимов, М. Рахлин, Г. Климко, Ю. Задиранов, Ю. Гусева, С. Трошков, Т. Шубина, А. Торопов, Письма в ЖЭТФ 113, 248 (2021).
  10. А. Витухновский, Р. Звагельский, Д. Колымагин, А. Писаренко, Д. Чубич, Известия Российской академии наук. Серия физическая 84, 927 (2020).
  11. A. Vitukhnovsky, D. Kolymagin, A. Gritsienko, I. Dushkin, A. Pisarenko, A. Prokhodtsov, M. Danilkin, and G. Prutskov, Bull. Russ. Acad. Sci.: Phys. 87, 87 (2023).
  12. Е. Екимов, М. Кондрин, Успехи физических наук 187, 577 (2017).
  13. A. Romshin, O. Kudryavtsev, E. Ekimov, A. Shkarin, D. Rattenbacher, M. Rakhlin, A. Toropov, and I. Vlasov, JETP Lett. 112, 13 (2020).
  14. A. Romshin, A. Gritsienko, A. Ilin, R. Bagramov, V. Filonenko, A. Vitukhnovsky, and I. Vlasov, St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics 16, 193 (2023).
  15. S. Vasconcellos, D. Wigger, U. Wurstbauer, A. Holleitner, R. Bratschitsch, and T. Kuhn, Phys. Status Solidi (b) 259, 2100566 (2022).
  16. Ю. Петров, О. Гогина, О. Вывенко, Журнал технической физики 92, 52778 (2022).
  17. J. Caldwell, I. Aharonovich, G. Cassabois, J. Edgar, B. Gil, and D. Basov, Nat. Rev. Mater. 4, 552 (2019).
  18. A. Sajid, M. Ford, and J. Reimers, Rep. Prog. Phys. 83, 044501 (2020).
  19. A. Shaik and P. Palla, Sci. Rep. 11, 12285 (2021).
  20. S. Castelletto, F. Inam, S. Sato, and A. Boretti, Beilstein J. Nanotechnol. 11, 740 (2020).
  21. I. Aharonovich, J. Tetienne, and M. Toth, Nano Lett. 22, 9227 (2022).
  22. Y. Shi, C. Hamsen, X. Jia, K. Kim, A. Reina, M. Hofmann, A. Hsu, K. Zhang, H. Li, and Z. Juang, Nano Lett. 10, 4134 (2010).
  23. S. Liu, R. He, L. Xue, J. Li, B. Liu, and J. Edgar, Chem. Mater. 30, 6222 (2018).
  24. M. Yankowitz, Q. Ma, P. Jarillo-Herrero, and B. LeRoy, Nat. Rev. Phys. 1, 112 (2019).
  25. T. Iwasaki, K. Endo, E. Watanabe, D. Tsuya, Y. Morita, S. Nakaharai, Y. Noguchi, Y. Wakayama, K. Watanabe, and T. Taniguchi, ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 8533 (2020).
  26. I.Juma, G.Kim, D. Jariwala, and S. Behura, IScience 24, 103374 (2021).
  27. L. Gan, D. Zhang, R. Zhang, Q. Zhang, H. Sun, Y. Li, and C. Ning, ACS Nano 16, 14254 (2022).
  28. J. Ziegler, R. Klaiss, A. Blaikie, D. Miller, V. Horowitz, and B. Alem´an, Nano Lett. 19, 2121 (2019).
  29. C. Fournier, A. Plaud, S. Roux, A. Pierret, M. Rosticher, K. Watanabe, T. Taniguchi, S. Buil, X. Qu´elin, and J. Barjon, Nat. Commun. 12, 3779 (2021).
  30. G. Liu, X. Wu, P. Jing, Z. Cheng, D. Zhan, Y. Bao, J. Yan, H. Xu, L. Zhang, and B. Li, Adv. Opt. Mater. 12, 2302083 (2023).
  31. Y. Chen, C.Li, S. White, M. Nonahal, Z. Xu, K. Watanabe, T. Taniguchi, M. Toth, T. Tran, and I. Aharonovich, ACS Appl. Mater. Interfaces 13, 47283 (2021).
  32. C. Li, Z. Xu, N. Mendelson, M. Kianinia, M. Toth, and I. Aharonovich, Nanophotonics 8, 2049 (2019).
  33. X. Xu, Z. Martin, D. Sychev, A. Lagutchev, Y. Chen, T. Taniguchi, K. Watanabe, V. Shalaev, and A. Boltasseva, Nano Lett. 21, 8182 (2021).
  34. X. Du, J. Li, J. Lin, and H. Jiang, Appl. Phys. Lett. 106, 021110 (2015).
  35. H. Liu, N. Mendelson, I. Abidi, S. Li, Z. Liu, Y. Cai, K. Zhang, J. You, M. Tamtaji, and H. Wong, ArXiv Preprint ArXiv:2110.04780 (2021).
  36. N. Mendelson, D. Chugh, J. Reimers, T. Cheng, A. Gottscholl, H. Long, C. Mellor, A. Zettl, V. Dyakonov, and P. Beton, Nat. Mater. 20, 321 (2021).
  37. J. Albar, V. Korolkov, M. Baldoni, K. Watanabe, T. Taniguchi, E. Besley, and P. Beton, J. Phys. Chem. C 122, 27575 (2018).
  38. N. Ronceray, Y. You, E. Glushkov, M. Lihter, B. Rehl, T. Chen, G. Nam, F. Borza, K. Watanabe, and T. Taniguchi, Nat. Mater. 22, 1236 (2023).
  39. E. Khestanova, F. Guinea, L. Fumagalli, A. Geim, and I. Grigorieva, Nat. Commun. 7, 12587 (2016).
  40. S. Wakolbinger, F. Geisenhof, F. Winterer, S. Palmer, J. Crimmann, K. Watanabe, T. Taniguchi, F. Trixler, and R. Weitz, 2D Mater. 7, 035002 (2020).
  41. M. Pugachev, A. Duleba, A. Galiullin, and A. Kuntsevich, Micromachines 12, 850 (2021).
  42. D. Golla, K. Chattrakun, K. Watanabe, T. Taniguchi, B. LeRoy, and A. Sandhu, Appl. Phys. Lett. 102, 161906 (2013).
  43. S .Martanov, N. Zhurbina, M. Pugachev, A. Duleba, M. Akmaev, V. Belykh, and A. Kuntsevich, Nanomaterials 10, 2305 (2020).
  44. E. Blundo, A. Surrente, D. Spirito, G. Pettinari, T. Yildirim, C. Chavarin, L. Baldassarre, M. Felici, and A. Polimeni, Nano Lett. 22, 1525 (2022).
  45. H. Lee, S. Sarkar, K. Reidy, A. Kumar, J. Klein, K. Watanabe, T. Taniguchi, J. LeBeau, F. Ross, and S. Gradecak, Nat. Commun. 13, 5000 (2022).
  46. S. Lukishova and L. Bissell, Quantum Photonics: Pioneering Advances and Emerging Applications 217, 103 (2019).
  47. M. Dastidar, I. Thekkooden, P. Nayak, and V. Bhallamudi, Nanoscale, 14, 5289 (2022).
  48. A. Gritsienko, A. Duleba, M. Pugachev, N. Kurochkin, I. Vlasov, A. Vitukhnovsky, and A. Kuntsevich, Nanomaterials 12, 4495 (2022).
  49. R. Brouri, A. Beveratos, J. Poizat, and P. Grangier, Opt. Lett. 25, 1294 (2000).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024