Photonics (Feb 2024)
Solid-State Color Centers for Single-Photon Generation
- Greta Andrini,
- Francesco Amanti,
- Fabrizio Armani,
- Vittorio Bellani,
- Vincenzo Bonaiuto,
- Simone Cammarata,
- Matteo Campostrini,
- Thu Ha Dao,
- Fabio De Matteis,
- Valeria Demontis,
- Giovanni Di Giuseppe,
- Sviatoslav Ditalia Tchernij,
- Simone Donati,
- Andrea Fontana,
- Jacopo Forneris,
- Roberto Francini,
- Luca Frontini,
- Roberto Gunnella,
- Simone Iadanza,
- Ali Emre Kaplan,
- Cosimo Lacava,
- Valentino Liberali,
- Francesco Marzioni,
- Elena Nieto Hernández,
- Elena Pedreschi,
- Paolo Piergentili,
- Domenic Prete,
- Paolo Prosposito,
- Valentino Rigato,
- Carlo Roncolato,
- Francesco Rossella,
- Andrea Salamon,
- Matteo Salvato,
- Fausto Sargeni,
- Jafar Shojaii,
- Franco Spinella,
- Alberto Stabile,
- Alessandra Toncelli,
- Gabriella Trucco,
- Valerio Vitali
Affiliations
- Greta Andrini
- Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, Politecnico di Torino, 10129 Torino, Italy
- Francesco Amanti
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Fabrizio Armani
- INFN Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Vittorio Bellani
- Dipartimento di Fisica, Università di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Vincenzo Bonaiuto
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Simone Cammarata
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Matteo Campostrini
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Italy
- Thu Ha Dao
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Fabio De Matteis
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Valeria Demontis
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Giovanni Di Giuseppe
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Sviatoslav Ditalia Tchernij
- INFN Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Simone Donati
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Andrea Fontana
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Jacopo Forneris
- INFN Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Roberto Francini
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Luca Frontini
- INFN Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Roberto Gunnella
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Simone Iadanza
- Paul Scherrer Institute, 5232 Villigen, Switzerland
- Ali Emre Kaplan
- Optoelectronics Research Center, University of Southampton, Southampton SO17 1BJ, UK
- Cosimo Lacava
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Valentino Liberali
- INFN Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Francesco Marzioni
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Elena Nieto Hernández
- INFN Sezione di Torino, 10125 Torino, Italy
- Elena Pedreschi
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Paolo Piergentili
- Scuola di Scienze e Tecnologie, Divisione di Fisica, Università di Camerino, 62032 Camerino, Italy
- Domenic Prete
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Paolo Prosposito
- Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Valentino Rigato
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Italy
- Carlo Roncolato
- INFN Laboratori Nazionali di Legnaro, 35020 Legnaro, Italy
- Francesco Rossella
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Andrea Salamon
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Matteo Salvato
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Fausto Sargeni
- INFN Sezione di Roma Tor Vergata, 00133 Roma, Italy
- Jafar Shojaii
- Space Technology and Industry Institute, Swinburne University of Technology, Hawthorn, VIC 3122, Australia
- Franco Spinella
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Alberto Stabile
- INFN Sezione di Milano, 20133 Milano, Italy
- Alessandra Toncelli
- INFN Sezione di Pisa, 56127 Pisa, Italy
- Gabriella Trucco
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- Valerio Vitali
- INFN Sezione di Pavia, 27100 Pavia, Italy
- DOI
- https://doi.org/10.3390/photonics11020188
- Journal volume & issue
-
Vol. 11,
no. 2
p. 188
Abstract
Single-photon sources are important for integrated photonics and quantum technologies, and can be used in quantum key distribution, quantum computing, and sensing. Color centers in the solid state are a promising candidate for the development of the next generation of single-photon sources integrated in quantum photonics devices. They are point defects in a crystal lattice that absorb and emit light at given wavelengths and can emit single photons with high efficiency. The landscape of color centers has changed abruptly in recent years, with the identification of a wider set of color centers and the emergence of new solid-state platforms for room-temperature single-photon generation. This review discusses the emerging material platforms hosting single-photon-emitting color centers, with an emphasis on their potential for the development of integrated optical circuits for quantum photonics.
Keywords