실리콘 단일 광자 소스: 색 중심 나노 배치

실리콘은 양자 포토닉스 기술의 핵심 소재이나, 고성능 근적외선 단일 광자 소스의 효율적인 통합은 여전히 난제로 남아있습니다. 본 연구는 원형 브래그 격자 공동 내에 단일 W 중심을 나노 스케일로 배치하여 1217 nm 파장에서 동작하는 올-실리콘 단일 광자 소스를 개발했습니다. 이 파장은 공동에 의해 향상된 W 중심의 제로-포논 라인에 해당합니다. 밴드갭 이상 연속파 여기(excitation) 하에서, 포화된 광자 계수율은 1.29 × 10^6 counts/s를 달성했으며, 뚜렷한 광자 반묶음 현상(g^(2)(0) = 0.06 ± 0.02)을 보였습니다. 약한 펄스 여기를 통한 트리거 작동 시, 93 ± 2%의 순도를 가진 단일 광자가 생성되었습니다. 포화 상태에서는 재펌핑 과정으로 인한 순도 저하가 관찰되었으며, 이는 향후 선택적 여기 방식을 통해 완화될 수 있습니다. 본 결과는 실리콘 포토닉스에서 구별 불가능한 단일 광자를 온디맨드로 생성하는 데 중요한 진전을 의미합니다.