Optically addressable spin defects coupled to bound states in the continuum metasurfaces

光致发光 激光线宽 纳米光子学 光电子学 自旋(空气动力学) 范德瓦尔斯力 等离子体子 量子 激子 纳米尺度 物理 材料科学 纳米技术 光学 凝聚态物理 量子力学 热力学 激光器 分子
作者
Luca Sortino,Angus Gale,Lucca Kühner,Chi Li,Jonas Biechteler,Fedja J. Wendisch,Mehran Kianinia,Haoran Ren,Milos Toth,Stefan A. Maier,Igor Aharonovich,Andreas Tittl
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1038/s41467-024-46272-1
摘要

Abstract Van der Waals (vdW) materials, including hexagonal boron nitride (hBN), are layered crystalline solids with appealing properties for investigating light-matter interactions at the nanoscale. hBN has emerged as a versatile building block for nanophotonic structures, and the recent identification of native optically addressable spin defects has opened up exciting possibilities in quantum technologies. However, these defects exhibit relatively low quantum efficiencies and a broad emission spectrum, limiting potential applications. Optical metasurfaces present a novel approach to boost light emission efficiency, offering remarkable control over light-matter coupling at the sub-wavelength regime. Here, we propose and realise a monolithic scalable integration between intrinsic spin defects in hBN metasurfaces and high quality (Q) factor resonances, exceeding 10 2 , leveraging quasi-bound states in the continuum (qBICs). Coupling between defect ensembles and qBIC resonances delivers a 25-fold increase in photoluminescence intensity, accompanied by spectral narrowing to below 4 nm linewidth and increased narrowband spin-readout efficiency. Our findings demonstrate a new class of metasurfaces for spin-defect-based technologies and pave the way towards vdW-based nanophotonic devices with enhanced efficiency and sensitivity for quantum applications in imaging, sensing, and light emission.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
雪花完成签到,获得积分10
1秒前
清风完成签到 ,获得积分10
1秒前
雪花发布了新的文献求助10
5秒前
秀丽笑容完成签到 ,获得积分10
9秒前
江湖应助聪慧芷巧采纳,获得10
10秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
Rjy完成签到 ,获得积分10
17秒前
性感母蟑螂完成签到 ,获得积分10
23秒前
ruochenzu完成签到,获得积分10
25秒前
陈尹蓝完成签到 ,获得积分10
26秒前
天道酬勤完成签到,获得积分10
28秒前
30秒前
仁爱的谷南完成签到,获得积分10
30秒前
雯雯完成签到 ,获得积分10
32秒前
一路有你完成签到 ,获得积分10
32秒前
33秒前
ruochenzu发布了新的文献求助10
33秒前
35秒前
wanghao完成签到 ,获得积分10
36秒前
图图发布了新的文献求助10
36秒前
十三完成签到 ,获得积分10
36秒前
聪慧芷巧完成签到,获得积分10
37秒前
米博士完成签到,获得积分10
38秒前
研友_VZGVzn完成签到,获得积分10
39秒前
Cheung2121发布了新的文献求助30
40秒前
黄芩完成签到 ,获得积分10
41秒前
58秒前
秋半梦完成签到,获得积分10
1分钟前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
打地鼠工人完成签到,获得积分10
1分钟前
彩色半烟完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
Ning完成签到,获得积分10
1分钟前
图图完成签到,获得积分10
1分钟前
勤奋的灯完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ludong_0完成签到,获得积分10
1分钟前
Asumita完成签到,获得积分10
1分钟前
双青豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038066
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575779
关于积分的说明 11373801
捐赠科研通 3305584
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819239
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022