Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 6 » Статья стр. 637
<<<>>>
Способ увеличения используемой доли излучения центров окраски в алмазе
The Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, Center of Excellence “Center of Photonics”, 075-15-2022-316
Кукушкин В.А. 1,2, Кукушкин Ю.В.2
1Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН, Нижний Новгород, Россия
2Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: vakuk@ipfran.ru, yuriy.kukushkinn@gmail.com
Поступила в редакцию: 12 марта 2024 г.
В окончательной редакции: 25 мая 2024 г.
Принята к печати: 28 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 14 августа 2024 г.
PDF версия
Предложен способ увеличения выводимой из алмаза и собираемой оптической системой доли излучения центров окраски. Способ основан на концентрации этого излучения в модах, формируемых в плоском волноводе, образованном верхней поверхностью алмазного образца (от которой они отражаются за счёт эффекта полного внутреннего отражения) и расположенной ниже периодической последовательностью низко- и высоколегированных бором слоёв с немного различающимися показателями преломления (от которой они отражаются за счёт эффекта Брэгга). Содержащееся в этих модах излучение частично выводится во внешнее пространство через верхнюю поверхность алмазного образца с помощью метода нарушенного полного внутреннего отражения. Для конкретного примера NV-центров с помощью численного моделирования показано, что предлагаемый способ позволяет увеличить выводимую из алмаза долю излучения более чем вдвое. При этом он не приводит к ухудшению важных для приложений параметров NV-центров и остаётся эффективным при любых их координатах в плоскости алмазного образца и высоких концентрациях. Ключевые слова: NV-центр, алмаз, эффект Брэгга.
  1. C. Bradac, T. Gaebel, J.R. Rabeau. In: Optical Engineering of Diamond, ed. by R.P. Mildren and J.R. Rabeau (Wiley-VCH Verlag \& Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2013), p. 143-176
  2. C. Bradac, W. Gao, J. Forneris, M.E. Trusheim, I. Aharonovich. Nature Commun., 10, 5625 (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-13332-w
  3. J.H.N. Loubser, J.A. van Wyk. Rep. Prog. Phys., 41, 1201 (1978). DOI: 10.1088/0034-4885/41/8/002
  4. S. Takahashi, R. Hanson, J. van Tol, M.S. Sherwin, D.D. Awschalom. Phys. Rev. Lett., 101, 047601 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.047601
  5. A. Jarmola, V. Acosta, K. Jensen, S. Chemerisov, D. Budker. Phys. Rev. Lett., 108, 197601 (2012). DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.197601
  6. J.R. Maze, P.L. Stanwix, J.S. Hodges, S. Hong, J.M. Taylor, P. Cappellaro, L. Jiang, M.V. Gurudev Dutt, E. Togan, A.S. Zibrov, A. Yacoby, R.L. Walsworth, M.D. Lukin. Nature, 455, 644 (2008). DOI: 10.1038/nature07279
  7. L. Childress, M.V. Gurudev Dutt, J.M. Taylor, A.S. Zibrov, F. Jelezko, J. Wrachtrup, P.R. Hemmer, M.D. Lukin. Science, 314, 281 (2006). DOI: 10.1126/science.1131871
  8. O. Madelung. Semiconductors: Data Handbook (Springer, New York, 2004)
  9. D. Le Sage, L.M. Pham, N. Bar-Gill, C. Belthangady, M.D. Lukin, A. Yacoby, R.L. Walsworth. Phys. Rev. B, 85, 121202(R) (2012). DOI: 10.1103/PhysRevB.85.121202
  10. P. Siyushev, F. Kaiser,V. Jacques, I. Gerhardt, S. Bischof, H. Fedder, J. Dodson, M. Markham, D. Twitchen, F. Jelezko, J. Wrachtrup. Appl. Phys. Lett., 97, 241902 (2010). DOI: 10.1063/1.3519849
  11. A. Beveratos, R. Brouri, T. Gacoin, J.-P. Poizat, P. Grangier. Phys. Rev. A, 64, 061802 (2001). DOI: 10.1103/PhysRevA.64.061802
  12. T.M. Babinec, B.J.M. Hausmann, M. Khan, Y. Zhang, J.R. Maze, P.R. Hemmer, M. Loncar. Nat. Nanotechnol., 5, 195 (2010). DOI: 10.1038/nnano.2010.6
  13. J. Tisler, G. Balasubramanian, B. Naydenov, R. Kolesov, B. Grotz, R. Reuter, J.-P. Boudou, P.A. Curmi, M. Sennour, A. Thorel, M. Borsch, K. Aulenbacher, R. Erdmann, P.R. Hemmer, F. Jelezko, J. Wrachtrup. ACS Nano, 3, 1959 (2009). DOI: 10.1021/nn9003617
  14. S. Zhu, A.W. Yu, D. Hawley, R. Roy. Am. J. Phys., 54, 601 (1986). DOI: 10.1119/1.14514
  15. Н. Ашкрофт, Н. Мермин. Физика твёрдого тела (Мир, М., 1979), т. 1, гл. 1. [ N.W. Ashcroft, N.D. Mermin. Solid State Physics (Holt, Rinehart and Winston, New York, 1976), ch. 1]
  16. V.A. Kukushkin. Phys. St. Sol. B, 257 (9), 1900748 (2020). DOI: 10.1002/pssb.201900748
  17. V.A. Kukushkin. Appl. Phys. A, 123 (10), 663 (2017). DOI: 10.1007/s00339-017-1274-x
  18. А. Ярив, П. Юх. Оптические волны в кристаллах (Мир, М., 1987), гл. 6. [A. Yariv, P. Yeh. Optical Waves in Crystals (Wiley, New York, 2002), ch. 6]
  19. В.Б. Берестецкий, Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. Квантовая электродинамика (Наука, М., 1989), 62. [V.B. Berestetskii, E.M. Lifshitz, L.P. Pitaevskii. Quantum Electrodynamics (Pergamon, Oxford, 1982), 62]
  20. О. Звелто. Принципы лазеров (Мир, М., 1990), гл. 4. [O. Svelto. Principles of Lasers (Plenum Press, New York, 1989), ch. 4]
  21. V.A. Kukushkin, M.A. Lobaev, D.B. Radischev, S.A. Bogdanov, M.N. Drozdov, V.A. Isaev, A.L. Vikharev, A.M. Gorbachev. J. Appl. Phys., 120 (22), 224901 (2016). DOI: 10.1063/1.4971343

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme