Модификация спонтанного излучения цветовых центров нанодимантов на структурированной поверхности

Цветовые центры в алмазе являются перспективными кандидатами для платформ квантовых технологий и биомедицинской визуализации, основанных на спинах и/или фотонах. Управление характеристиками излучения цветовых центров в алмазе является ключевым условием разработки эффективных источников одиночных фотонов с высокой эффективностью сбора излучения. Ряд исследовательских групп достиг усиления скорости излучения в узких диапазонах длин волн за счёт сопряжения одиночных излучателей в кристаллах нанодиманта с резонансными электромагнитными структурами. В данной работе подробно охарактеризованы скорости спонтанного излучения азотно-вакансионных центров в различных точках структурированной подложки. Мы обнаружили среднее 1,5-кратное усиление полной скорости излучения, когда нанодиманты находились на поверхности опалового фотонного кристалла, а также наблюдали изменения распределения времени жизни. Мы представляем модель, объясняющую эти наблюдения, и связываем характеристики времени жизни с ориентацией диполя и эффектами поляризации.