研究目的
研究六方氮化硼发射中心与谐振光学天线的耦合及成像，以控制和增强光子发射。
研究成果
该研究展示了六方氮化硼(hBN)发射中心与共振光学天线的系统性耦合及成像，实现了纳米级控制与光学分辨率。研究表明纳米天线能通过抑制发射来操控hBN缺陷，并报道了因耦合导致的寿命缩短现象。这些发现为开发稳定的单光子源提供了潜在应用前景。
研究不足
高效耦合所需的定位精度（<20纳米）难以实现。该研究还缺乏耦合发射体-粒子的动态配置。
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 扫描谐振纳米天线实现hBN缺陷光子发射的高分辨率成像与发射控制
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 扫描谐振纳米天线实现hBN缺陷光子发射的高分辨率成像与发射控制
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872813
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
六方氮化硼（hBN）中的单原子缺陷因其发射稳定性、无闪烁和无漂白特性，在常温条件下尤为引人注目。此外，这些缺陷即使在高温工作环境下也展现出卓越的发射稳健性。因此，hBN缺陷已成为新型稳健单光子源的有力候选者。目前已有多项尝试以可控方式诱导hBN缺陷，但由于其易于获取且hBN薄片具有纳米级厚度，这些缺陷与等离激元结构耦合以增强光子发射的潜力备受关注。然而高效耦合需要亚20纳米的高精度定位，现有方法在组装和成像环节均未能达到该控制水平。同时，现有研究仅呈现静态的发射体-颗粒耦合构型，且缺乏区分hBN缺陷发光与金属颗粒荧光的有效策略。
本研究首次实现了基于纳米级控制（光学分辨率45纳米）的hBN发射中心与共振光学天线的系统性同步耦合及成像。我们通过纳米天线使hBN缺陷发射强度降低30-70%，证实了其对缺陷的调控能力。实验采用散射式近场显微镜系统，其中自主制备的单偶极纳米天线作为近场探针，可独立扫描hBN缺陷并实现纳米级精度的耦合与荧光发射调控。通过光子时间门控技术，我们成功区分了金属天线辐射光与hBN发射体辐射光。最终观测到因发射体-天线耦合导致的2倍寿命缩短现象。
作者：
Nicola Palombo Blascetta，Dmitri. K. Efetov，T. Taniguchi，K. Watanabe，Niek F. van Hulst
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