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六方氮化硼BN上的光子晶体腔

2018-07-25

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可扩展量子光子技术需要借助光子器件的片上集成(on-chip integration)工艺。最近,随着双曲型“声子-极化子”(hyperbolic phonon-polariton)和光学稳定的超亮“量子发射器”(quantum emitter)的出现,六方氮化硼(hBN)已经成为实现光子集成的一种很有前途的材料研究平台。然而,在可扩展的片上纳米光路和腔量子电动力学(cavity quantum electrodynamics)实验中,需要利用hBN制造出高质量的光学谐振器(optical resonator)。最近,来自澳大利亚悉尼科技大学、美国Thermo Fisher科技公司和日本NIMS的研究团队利用六方氮化硼hBN设计并制备了悬空的光子晶体腔(photonic crystal cavity),展示出超过2000的品质因子(quality factor)。随后,他们通过直写EBIE技术,在不显著降低Q因子的前提下对每个谐振腔的性质进行了迭代调谐(iterative tuning)。这一研究表明:hBN这一典型的范德瓦尔斯材料能够制成可调谐的光子晶体腔体,这对于纳米光子学的发展是一个前所未有的进步,相关的器件制备和研究方法为固态光子系统开辟了崭新的道路,可广泛应用于集成量子光子学、极化子和腔量子电动力学实验。相关研究发表在近期的《Nature Communications》上。

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