Decoherence by Optical Phonons in GaN Defect Single-Photon Emitters
Notice bibliographique
Résumé
In most single-photon defect emitters, such as those in SiC and diamond, interaction with low-energy acoustic phonons determines the temperature dependence of the decoherence rate and the resulting broadening of the ZPL with the temperature obeys a power law. GaN hosts bright and stable single-photon emitters in the 600 nm to 700 nm wavelength range with strong ZPLs even at room temperature. In this work, we study the temperature dependence of the ZPL spectra of GaN SPEs integrated with solid immersion lenses with the goal of understanding the relevant decoherence mechanisms. At temperatures below ~50 K, the ZPL lineshape is found to be Gaussian and the ZPL linewidth is temperature independent and dominated by spectral diffusion. Above ~50 K, the linewidth increases monotonically with the temperature and the lineshape evolves into a Lorentzian. Quite remarkably, the temperature dependence of the linewidth does not follow a power law. We propose a model in which decoherence caused by absorption/emission of optical phonons in an elastic Raman process determines the temperature dependence of the lineshape and the linewidth. Our model explains the temperature dependence of the ZPL linewidth and lineshape in the entire 10 K to 270 K temperature range explored in this work. The ~19 meV optical phonon energy extracted by fitting the model to the data matches remarkably well the ~18 meV zone center energy of the lowest optical phonon band (E2(low)) in GaN. Our work sheds light on the mechanisms responsible for linewidth broadening in GaN SPEs. Since a low energy optical phonon band (E2(low)) is a feature of most group III-V nitrides with a wurtzite crystal structure, including hBN and AlN, we expect our proposed mechanism to play an important role in defect emitters in these materials as well.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».