Schlussbericht zum Vorhaben EQUAISE „Enabling QUAntum Information by Scalability of Engineered quantum materials“ im Rahmen des QuantERA - ERA-NET Cofund in Quantum Technologies (QuantERA Call 2021); Teilvorhaben: Herstellung und Integration von skalierbaren Einzelphotonenquellen

Abstract

Nanoplus Advanced Photonics Gerbrunn GmbH (NP) erforschte innerhalb dieses Vorhabens die Herstellung von neuartigen Bull’s Eye Kavitäten und Quantenemittern für die Bauteilintegration in großem Maßstab inklusive der dazugehörigen Prozessrouten. In Kooperation mit den europäischen Projektpartnern wurden dabei zwei Prozessrouten erarbeitet. Weiterhin testete NP verschiedene Materialien, die als Chipträger zur optimalen thermischen Anbindung der neuartigen Piezobauelemente dienen. Für die Herstellung der Bull’s Eye Kavitäten erforschte NP zusätzlich neuartige Schichtstrukturen. Diese Schichtstrukturen bestehend aus SiO2/Si3N4 wurden via Ionenstrahl-Sputter-Technologie direkt auf das Piezo-Material aufgetragen. Die Piezo-Materialien dienen dabei innerhalb der neuartigen Plattform der Feinabstimmung der Emission einzelner Quantenemitter. Für die Integration mehrerer Einzelphotonenquellen auf einem Chip entwickelte NP zwei verschiedene Plattform-Designs mit einer Gesamtgröße von 1cm2. Ein erstes Design ermöglichte die simultane Ansteuerung von vier Einzelphotonenemittern und das zweite Design wurde für insgesamt elf Emitter ausgelegt. Eine Marktanalyse zeigt die potenziellen Nutzer auf akademischer und industrieller Ebene auf.