Focused ion beam implantation of Yttrium orthosilicates with Erbium ions for applications in quantum computing (Englisch)

In der letzten Zeit, ist eine große Vielfalt von Hybridsystemen für die Entwicklung der Quantenkommunikationstechnologien untersucht worden. Um solche Systeme herzustellen, muss der technologische Prozess bekannt und perfektioniert sein. In dieser Arbeit ist eine Implantation mit fokussierten Erbium-Ionen in Yttrium-Orthosilikat-Kristall (YSO) umfassend studiert worden. Zwei Implantationsmethoden werden vorgestellt: eine Implantation bei Raumtemperatur und eine in ein vorgeheiztes Substrat. Die Erbium implantierten YSO sind im Optischen- sowie im Mikrowellen-Spektralbereich analysiert. Einzelne Spektrallinien als auch die Gesamtlumineszenz des implantierten Ensembles sind separat charakterisiert. Die Kombination der Ergebnisse des optischen- und des mikrowellen-Spektralbereichs erlaubt weitere mögliche Verbesserungen bei den Herstellungstechnologien, was die weitere Aussicht auf eine Ionenimplantation zur Herstellung von Hybrid-Systemen für die Quantenkommunikationstechnologien eröffnet. ; A large variety of hybrid systems is studied lately for the development of quantum communication technologies. In order to prepare such systems, the technological process needs to be known and perfected. In this work, a focused ion beam implantation of the Yttrium Orthosilicate (YSO) crystals with Erbium ions is investigated. Two implantation techniques are used in this work: implantation at room temperature and implantation into a hot substrate. The Erbium-implanted YSO crystals are analysed in the optical and microwave spectral regions. Individual transition lines as well as the collective luminescence of the implanted ensembles are characterised. Results of the microwave analysis are compared to those of the widely studied doped as-grown crystals and also are compared to the results of the optical studies. Combined optical and microwave results allow to develop further possible improvements in the fabrication technologies.