Nanofabrication of photonic structure for tin-vacancy center in diamond
Diamond'da kalay-boşluk merkezi için fotonik yapının nanofabrikasyonu
- Tez No: 810421
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMET KÜRŞAT KAZMANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Kuantum teknolojisi, bilgileri kodlamak için fotonları kullanan ve gelişmiş güvenliğe yol açan bir yöntemdir. Fotonik kuantum teknolojilerinin kökenleri, kuantum bilgi bilimindeki kavramları keşfetmek için uzun süredir bir temel olarak kullanılan kuantum optiğinin temel ilkelerine kadar izlenebilir. Bilgi iletmek ve gelişmiş güvenlik sağlamak için kuantum sistemlerini kullanan ticari kuantum anahtar dağıtım (QKD) sistemleri mevcuttur. Tek foton yayıcılar, birçok kuantum teknolojisi için gereklidir. Bu kuantum teknolojileri, çeşitli kuantum uygulamaları için çok önemli olan elmastaki kusurlara büyük ilgi uyandırdı. Elmas, 2.4'lük yüksek kırılma indeksi, 5.5 eV'lik geniş bant aralığı, şeffaflık penceresi ve yüksek güçte çalışabilme özelliği dahil olmak üzere olağanüstü özellikleri nedeniyle fotonik cihazlar oluşturmak için son derece umut verici bir malzemedir. Elmas kusurları, Si-, Ge-, Sn- ve Pb-boşluklarını içeren grup IV renk merkezleri gibi kuantum yayıcılar için potansiyel göstermiştir. Bunların arasında, elmaslarda negatif yüklü (SnV-) kalay boşluk merkezleri, optik ve spin özelliklerinden dolayı kuantum yayıcılar olarak büyük potansiyel gösteriyor. Tek emitörlü ölçümler, SnV'nin kuantum optiği ve kuantum ağ uygulamaları için güçlü bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Elmas açılı aşındırmadaki son gelişmeler, özellikle reaktif iyon ışını açılı aşındırma ile, görünür dalga boylarında çalışan başarılı kuantum fotonik cihazlarla sonuçlanmıştır. Çalışmamız, elmas fotonik kristal nano ışınların ve dalga kılavuzlarının ICP-RIE'si için FOx25 maske malzemesinin etkinliğini ve kalınlığının, seçiciliğinin, en boy oranının ve yan duvar pürüzsüzlüğünün asitleme profillerini ve optik performansı nasıl etkilediğini değerlendirdi. 5 nm bir krom tabakası üzerinde 700-800 nm bir FOx25 tabakasının en iyi dağlama profilini ve optik performansını sağladığını keşfettik. Bu tez, sığ implante edilmiş bir ızgara kuplör nanoışın dalga kılavuzundan oluşan bir yapının karakterizasyonunu, üretimini ve geliştirilmesini keşfetmeyi amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Quantum technology is a method that utilizes photons to encode information, leading to enhanced security. The origins of photonic quantum technologies can be traced back to the fundamental principles of quantum optics, which have long been used as a foundation for exploring concepts in quantum information science. Commercial quantum key distribution (QKD) systems are available, which utilize quantum systems to communicate information and provide enhanced security. Single-photon emitters are essential for many quantum technologies. These quantum technologies have sparked interest in diamond vacancy-impurity defects, crucial for various quantum applications. Diamond is a promising material for creating photonic devices because of its outstanding properties, including a high refractive index of 2.4, a wide band gap of 5.5 eV, a transparency window, and the ability to handle immense power. Diamond defects have demonstrated the potential for quantum emitters, such as the group IV color centers, which include the Si-, Ge-, Sn-, and Pb vacancies. Among them, negative charged Tin -vacancy centers (SnV-) in diamonds show great potential as quantum emitters due to their impressive optical and spin attributes. Single-emitter measurements suggest that the SnV has strong potential for quantum optics and quantum networking applications. Prospering quantum photonic devices at visible wavelengths are obtained by reactive ion beam angled etching in such devices as the diamond angled-etching method. Achievement of ICP-RIE of diamond photonic crystal nanobeams and waveguides is related to the effective type of mask used in electron beam lithography. The performance of the mask depends on its thickness, selectivity, aspect ratio, and sidewall smoothness which impacts the etch profiles and optical performance. Also, the 5 nm Chromium layer before the FOx 25 mask is applied to have the optimum etch profile and optical performance. This thesis explores the characterization, fabrication, and development of a structure consisting of a grating coupler nanobeam waveguide with shallow implanted.
Benzer Tezler
- Dielektrik çok katmanlı geniş bantlı kızılötesi metamalzeme soğurucunun tasarımı, üretimi ve karakterizasyonu
Design, fabrication and characterization of a dielectric multilayer broadband infrared metamaterial absorber
BUKET AKIN
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL
- Fabrication of novel core-shell nanostructures for photonics applications
Fotonik uygulamalar için yeni çekirdek-kabuk nanoyapılarının üretilmesi
TURAL KHUDIYEV
Doktora
İngilizce
2013
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
- Development of ultra-high-q optical resonators with embedded diamond color centers
Başlık çevirisi yok
MUHAMMED KAAN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve TeknolojiKorea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) - Development of nanostencil lithography and its applications for plasmonics and vibrational biospectroscopy
Nanoşablon litografisinin geliştirilmesi ve plazmonik yapılar ile titreşimli biospektroskopi uygulamaları
SERAP AKSU RAMAZANOĞLU
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoston UniversityMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE ALTUG
- Light scattering from core-shell nano-structures: Structural coloration
Işığın çift katmanlı nano yapılardan saçılımı: Yapısal renklenme
MUHAMMET HALİT DOLAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR