p Pesquisadores do Grupo de Pesquisa em Fotônica, um grupo de pesquisa da imec na universidade de Ghent e o MIT anunciaram que integraram emissores de fóton único em materiais em camadas 2-D com um chip fotônico de nitreto de silício. Mesmo para rendimentos quânticos moderados, cavidades dielétricas podem ser projetadas de modo que a extração de um único fóton no modo guiado possa atingir a unidade. Os resultados publicados em Nature Communications , fornecem uma etapa crucial na fotônica quântica fundamental e na pesquisa de materiais 2-D. p Os circuitos integrados fotônicos (PICs) permitem a miniaturização de complexos circuitos ópticos quânticos conectando um grande número de dispositivos fotônicos com perdas de inserção otimizadas e estabilidade de fase. Um bloco de construção central para tal circuito quântico integrado é um emissor de fóton único (SPE), e uma variedade de sistemas de materiais foram investigados para criar tais SPEs no chip. Os SPEs baseados em 2-D têm algumas propriedades exclusivas que os tornam particularmente atraentes para integração com PICs. Primeiro, eles podem ser facilmente conectados aos PICs e empilhados para criar heteroestruturas complexas. Segundo, devido à sua magreza, e a ausência de reflexão interna total, eles permitem eficiências de extração de luz muito altas sem a necessidade de qualquer processamento adicional, permitindo a transferência eficiente de um único fóton entre o hospedeiro e o PIC subjacente. Terceiro, Materiais 2-D crescidos com uniformidade de alta escala de wafer estão se tornando mais prontamente disponíveis.

p Por meio da engenharia de cepas em nanoescala, a equipe acoplou SPEs baseados em 2-D com um guia de onda de nitreto de silício compatível com CMOS. Além disso, eles extraíram parâmetros de desempenho cruciais para esta fonte e os usaram em uma análise de otimização para maximizar a extração de fóton único e indistinguibilidade no modo guiado. Verificou-se que mesmo para rendimentos quânticos moderados, cavidades dielétricas podem ser projetadas de modo que a extração de um único fóton no modo guiado possa atingir a unidade.

p "Esses resultados fornecem uma etapa crucial na ampliação de dispositivos fotônicos quânticos usando fontes de fóton único integradas baseadas em 2-D, "afirmou Frédéric Peyskens, primeiro autor do artigo.