Escritura láser mejorada por cavidad fotónica de centros de color en diamante

Los centros de color en diamante tienen una amplia utilidad en tecnologías cuánticas, pero su proceso de creación sigue siendo estocástico por naturaleza. La creación determinista de centros de color en plataformas de diamante listas para dispositivos puede mejorar el rendimiento, la escalabilidad y la integración. Trabajos recientes utilizando excitación láser pulsada han mostrado un progreso impresionante en la creación determinista de defectos en diamante en bloque. Aquí, extendemos este proceso de escritura láser a dispositivos nanofotónicos grabados en membranas de diamante, incluyendo nanopilares y resonadores fotónicos, con escritura y posterior lectura que ocurre in situ a temperaturas criogénicas. Demostramos la creación ópticamente impulsada de vacantes de carbono (GR1) y vacantes de nitrógeno (NV) en nanopilares de diamante y observamos una recolección de fotoluminiscencia mejorada de ellos. También fabricamos resonadores de objetivo y aprovechamos sus modos de cavidad para amplificar localmente el campo de escritura láser, lo que da lugar a la creación de defectos con energías de pulso de escritura en picojulios 100 veces más bajas que las típicamente utilizadas en demostraciones de diamante en bloque.