Charakterisierung von Einzelphotonenlichtquellen auf Basis von NV-Farbzentren in Nanodiamanten

Einzelphotonenlichtquellen spielen in den aktuellen optischen Quantentechnologien, wie z.B. Quantenkommunikation, Quantencomputing und Quantenradiometrie eine zunehmend bedeutendere Rolle. Der Erfolg dieser Quantentechnologien hängt hauptsächlich von der Deterministik und Effizienz der Einzelphotonenquellen ab. Einzelphotonenquellen mit höchster Photonenemissions¬rate und kleinstem g²(0)-Wert sind hierbei erforderlich. Daher werden im Rahmen des europäischen EMRP-Forschungsprojektes "Single-photon sources for quantum technologies" (SIQUTE) hocheffiziente Einzelphotonenquellen auf Basis von Stickstofffehlstellen (NV)- und Siliziumfehlstellen (SiV)-Farbzentren in Nanodiamanten realisiert und charakterisiert. Hierbei werden die Einzelphotonenemitter bzw. NV- oder SiV-Farbzentren in eine dielektrische Antennenstruktur eingefügt, die zusammen mit der Verwendung von einem Mikroskop-Objektiv mit hoher numerischer Apertur eine hocheffiziente Photonensammlung ermöglichen. Die bisher gemessene Photonenrate an solchen Einzelphotonenquellen liegt bei ca. einer Million Photonen/s und g²(0) ~ 0,3.