Luminescence Spectra of Quantum Dots in Microcavities. I. Bosons
我们提供了用微腔中的半导体异质结构实现的耦合光-物质系统的发光光谱的统一理论,包括:i)自发发射情况,其中系统从准备好的(通常是纯的)初始状态衰减,和ii)发光在连续、非相干泵的存在下。虽然前一种情况已经在文献中充分讨论(虽然主要是共振的情况),没有考虑到非相干泵浦的影响。我们展示了如何通过激发自洽的量子态,泵显着改变发射光谱,即使在消失的强度。我们的分析的主要结果是明确识别强耦合的情况下,它出现在伪装或似乎只出现。在这里,我们考虑玻色子物质场,在这种情况下,完全解析解可以得到。这描述了量子阱或大量子点的情况,或者平均布居保持远小于1的低激发极限。
2008-07-21 cond-mat.mes-hall
Multiplets in Emission of Large Quantum Dots in Microcavities
我们从理论上证明了在微腔中与单光子模强耦合的单个大量子点的发射光谱可以与腔中原子获得的光谱有质的不同。而不是众所周知的莫洛三重态,我们预测的外观与量子点的大小和泵浦强度的函数的峰的数量的多重态。如果量子点大于激子玻尔半径,则可以出现多重态,使得激子作为整个粒子被限制在量子点中。在这种情况下,泡利原理被放松,在给定的量子态中可以容纳一个以上的激子(但仍然是有限数量)。
2005-05-18 cond-mat.mes-hall
Quantitative Description of Strong-Coupling of Quantum Dots in Microcavities
我们最近开发了一种在非相干泵浦存在下的强耦合自洽理论[arXiv:0807.3194],并展示了它如何定量再现实验数据[PRL 101,083601(2008)]。在这里,我们总结了我们的主要结果,提供了实验拟合的详细分析,并讨论了该领域现在应该如何超越仅仅是定性的预期,这很可能是错误的,即使他们似乎是牢固建立。
2008-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on: "Luminescence spectra of quantum dots in microcavities."
在这篇评论中,我们表明,光和物质之间的能量相干交换与F. P. Laussy,E. del Valle,和C.特杰多要做到这一点,我们表明,在他们的模型中的本征值与非零虚部的传播裸模式人口的必要和充分条件,是相同的,具有强耦合的发射光谱。这相当于说,只要有强耦合,种群的动态就会有振荡频率。这些条件对物质被视为玻色子或费米子的情况,即自发发射的情况都是有效的。
2010-06-01 cond-mat.mes-hall
Collective modes of quantum dot ensembles in microcavities
从理论上研究了零维微腔中量子点阵列的发射光谱,指出它们是由集体超辐射模的形成和非均匀展宽之间的竞争决定的.本文发展了计算非共振泵浦光致发光谱的随机源方法,并在标准图技术的框架内给出了随机源方法的微观解释。考虑到量子点的非均匀分布和量子点之间的隧穿效应导致激子态能量的扩展,分析了微腔的发射光谱。结果表明,在强隧穿耦合的情况下,发光光谱对量子点的几何位置敏感,并且在一定条件下,随机隧道结可以稳定集体模。
2008-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Room-temperature, continuous wave lasing in planar microcavities with quantum dots
Ioffe Institute(约费研究所);HSE University(俄罗斯高等经济大学);ITMO University(圣彼得堡信息、机械与光学大学)
研究在室温下利用平面微腔实现956nm波长连续波激光发射,通过低吸收率镜面和量子点结构实现了高阈值功率密度和质量因子,验证了平面半导体微腔的高效散热性能。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-aligned photonic defect microcavities with site-controlled quantum dots
提出一种无需额外纳米加工的自对准应变诱导位点控制量子点微腔,通过AlAs/Al2O3埋入式应力源尺寸定制微腔特性,实现激光特征且无热效应,为可扩展微型激光器制造铺路。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Luminescence Spectra of Quantum Dots in Microcavities. II. Fermions
本文讨论了当物质场为费米子场时,在连续非相干泵浦下,微腔中半导体异质结构实现的光-物质耦合系统的发光光谱。线性政权-这一直是实验和理论研究的主要课题-收敛到耦合到玻色子材料场的情况下,并已充分讨论了这项工作的第一部分。我们在这里解决的非线性制度,并认为,与直觉相反,它是更好地观察在低泵浦强度。我们支持我们的讨论与特定的情况下,代表和超越,实验状态的art. We探索从量子到经典制度的过渡,通过分解的光物质耦合哈密顿量的打扮状态之间的单个跃迁的总光谱,减少问题的位置和加宽的所有可能的过渡。当系统到达经典极限时,映射量子化能级的丰富多重态结构熔化,并转向腔激光和直接激子发射中的非相干Mollow三重态,以获得非常好的结构。不太理想的品质因数仍然可以背叛量子机制,具有腔与电子泵浦的适当平衡。
2009-02-01 cond-mat.mes-hall
Dark Vibronic Polaritons and the Spectroscopy of Organic Microcavities
有机微腔是一种光子纳米结构,它强烈地限制了电磁场,允许光-物质与无序有机半导体相互作用的奇异量子机制。由于涉及电子、振动和腔光子的几种竞争效应,有机微腔光谱的明确解释一直是一个长期存在的挑战。在这里,我们提出了一个理论框架,能够描述有机微腔的主要光谱特征一致。我们介绍了一类称为暗振动极化激元的光物质激发,强烈发射,但只有微弱的吸收光在裸电子跃迁的相同频率区域。与实验数据的成功比较证明了我们的理论的适用性。提出的有机微腔的微观理解铺平了道路的光电子器件的发展增强了量子光学。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Continuous-wave versus time-resolved measurements of Purcell-factors for quantum dots in semiconductor microcavities
通过将单个量子点嵌入谐振半导体微腔中,可以显著提高量子点的发光速率。这种现象被称为Purcell效应,发射极和腔之间的耦合强度可以通过Purcell因子来量化。探测珀塞尔效应最自然的方法是时间分辨测量。然而,这种方法并不总是最方便的方法,基于连续波测量的替代方法通常更合适。使用连续波测量(使量子点发射饱和所需的泵浦速率的增加、其发射速率在饱和时的增强、其辐射图案的改变)确实可以观察到珀塞尔效应的各种特征,这些特征是当使量子点与腔模式共振时遇到的。所有这些观察可能使人们能够估计珀塞尔因子。在本文中,我们进行了这些不同类型的测量单个量子点在一个柱状微腔,我们比较他们的可靠性。我们包括在数据分析中的存在下,独立的,非共振发射器的微腔环境中,这是负责所观察到的荧光的一部分。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall
Light-matter interaction in doped microcavities
本文从理论上讨论了含有二维电子气的量子阱微腔中的光-物质耦合。考虑了束缚激子态不存在的高密度极限。带间光吸收矩阵元证明了由于电子与光生空穴之间的强烈库仑效应而产生的马汉奇异性。我们扩展了非局域介电响应理论,计算了量子阱的反射和透射系数,以及微腔的透射谱。讨论了系统的新本征模。分析了它们对稳态和时间分辨光谱实验的影响。
2007-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Single Semiconductor Quantum Dots in Microcavities: Bright sources of indistinguishable Photons
在这一章中,我们将讨论的技术和实验技术,实现量子点(QD)的单光子源结合高耦合效率和最高程度的非后选择光子不可逆性。该系统是基于嵌入在具有自然光子陷阱的准平面单侧微腔中的超低密度InAs量子点,是研究单个量子点量子发光的理想实验平台。我们将讨论激发条件对单光子发射纯度的影响,特别是对发射光子的不可逆程度的影响。虽然在所有测试的激发条件下都观察到了高纯度的单光子触发发射,但在依赖于非共振泵浦到量子点润湿层中的实验中,单光子干涉效应几乎可以消失。相比之下,我们可以在共振荧光激发条件下观察到几乎完美的单光子不可逆性,这强调了这种激发方案在创建接近傅立叶极限的光子波包方面的优越性。作为实现基于量子点单光子源的固态量子网络的第一步,我们测试了从远程量子点发射的光子的重叠,从而产生准共振激发的~40%的非后选择干涉。
2015-01-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-shot measurement of transient nuclear magnetization with spin-noise spectroscopy in n-GaAs microcavities
我们利用自旋噪声谱(SNS)在单次激发实验中直接观察到动态核极化的建立和受扰核自旋系统向其平衡态的弛豫。SNS实验是在嵌入到具有负失谐的高精细微腔中的体$n$型GaAs层上进行的。动态核自旋极化被观察为电子自旋噪声谱中的峰的移动,由于建立的Overhauser场作用于电子自旋。时间分辨SNS实验揭示了核自旋系统的弛豫动力学,在实验中观测到了具有数百秒特征时标的Overhauser场指数衰减。我们表明,椭圆偏振激光束调谐谐振腔模式,其能量对应于标称的半导体的透明度,但可以产生一个相当大的核极化。
2015-04-03 cond-mat.mes-hall
Stark effect on the exciton complexes of individual quantum dots
利用有效质量模型,对嵌入pn结中的单个自组装量子点(QD)中形成的激子复合物的发射光谱进行了理论研究.计算了不同电场强度和方向下的粒子库仑相互作用、电子-空穴重叠和激子复合物的跃迁能。在激子、三重子和双激子中都观察到了红移和蓝移。斯塔克效应可用于控制嵌入微腔中的单个量子点的自发发射率。
2005-10-17 cond-mat.mes-hall
Comparison of different concurrences characterizing photon-pairs generated in the biexciton cascade in quantum dots coupled to microcavities
我们比较了三种不同的并发度概念来测量双激子级联在微腔中的量子点中产生的双光子态的偏振纠缠。我们着重讨论了在双光子共振腔中具有有限双激子结合能的点的情况。除了依赖于时间的并发,它可以被分配到在任何时间点的双光子密度矩阵,我们研究了文献中常用的单和双时间积分并发是基于不同的量子态重建方案。我们认为,单时间积分的并发可以被认为是同时从腔体发射的光子的并发没有解决共同的发射时间,而更广泛研究的双时间积分的并发是指既不过滤相对于第一个光子的发射时间,也不相对于两个发射的光子之间的延迟时间的光子。分析和数值计算表明,单时间积分的并发确实同意以及与时间相关的并发在长时间的典型值,即使在声子的存在。因此,更容易测量的单时间集成并发访问的物理信息表示的时间相关的并发。然而,双时间积分的并发显示出不同的行为,相对于激子精细结构分裂的变化,甚至显示出完全不同的趋势时,腔损耗率和精细结构分裂之间的比率是变化的,而保持其产品常数。这意味着含时单时间积分并发与双时间积分并发所包含的物理信息是不等价的。
2018-05-09 cond-mat.mes-hall
Emission from quantum-dot high- microcavities: transition from spontaneous emission to lasing and the effects of superradiant emitter coupling
测量和计算结果的一类新的发射器在腔量子电动力学制度的发射特性。该结构基于高精细度GaAs/AlAs微柱腔,每个微柱腔具有由InGaAs量子点层组成的活性介质,并且具有将大部分自发发射引导到一个腔模式(高β因子)中的显著特征。本文表明,通常的标准与传统的(低β因子)腔,一个尖锐的非线性输入-输出曲线伴随着显着的线宽变窄,激光必须加强的时间相等的二阶光子自相关函数确认激光。它还将表明,等时间的二阶光子自相关函数对于识别超辐射是有用的,超辐射是与量子点一起工作的高微腔中可能的相关性的表现。在巩固收集到的数据和识别激光作用的物理基础方面,理论和实验都表明只依赖于腔内光子数。这一点的证据来自于我们所有关于发射相干性和波动的测量和计算数据,从LED和腔增强LED到激光器,都位于相同的两条曲线上:一条是线宽变窄与腔内光子数的关系,另一条是g(2)(0)与腔内光子数的关系。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-linear emission spectra of quantum dots strongly coupled to photonic mode
发展了量子微腔中量子点阵列的光发射理论。考虑了量子点与腔中光子模之间的强耦合。量子点被建模为二能级系统。在低泵浦(线性)制度的发射光谱主要是由超辐射模式,其中的点的有效偶极子振荡的相位。在非线性区,超辐射模被破坏,发射光谱对量子点数的奇偶性敏感。泵浦的进一步增加导致线宽变窄,这是激光机制的证据。
2010-07-01 cond-mat.mes-hall
Optimizing photon indistinguishability in the emission from incoherently-excited semiconductor quantum dots
大多数光量子器件需要确定性的单光子发射器。到目前为止,在固体状态下证明的方案意味着能量弛豫,这往往会破坏时间演化的相干性,并随之破坏光子的不可逆性。我们的理论研究集中在嵌入微腔中的半导体量子点。简单和一般的关系之间的光子不可逆性和收集效率。关键参数及其相互作用的识别为设备优化提供了明确的指示。
2005-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistics of excitons in quantum dots and the resulting microcavity emission spectra
从理论上研究了不同尺寸量子点中激子的统计特性。一种形式主义的发展,建立激子创建运营商在一个点从单个激子波函数,它示出了这个运营商如何从纯费米子演变,在一个小的QD的情况下,纯玻色子,在大的QD的情况下。发现含有单个量子点的半导体微腔的非线性光学发射谱呈现出一种特殊的多重态结构,在费米和玻色子极限下,多重态分别变为Mollow三重态和Rabi二重态.
2005-11-24 cond-mat.mes-hall
Illumination-induced nonequilibrium charge states in self-assembled quantum dots
我们报告的电容-电压光谱的自组装InAs量子点在恒定光照下。除了先前报道的光谱中的电子和激子充电峰之外,我们还发现了与非平衡态隧穿相关的额外共振,这在之前的C(V)测量中是看不到的。我们推导了一个基于主方程的模型,将相应的量子态隧穿分配给所观察到的峰值。用磁场中的C(V)谱验证了模型指定的非平衡峰。该模型能够定量地解决量子点的C(V)光谱中的各种实验结果,如频率和照明依赖的峰高,隧穿共振的热位移和额外的非平衡峰的发生。
2017-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Graphene quantum dots probed by scanning tunneling spectroscopy and transport spectroscopy after local anodic oxidation
石墨烯量子点被认为是III-V族半导体中量子点的有前途的替代品,例如,用于用作自旋量子位,这是由于它们由包括无自旋核的轻原子组成的一致性,这两者都意味着相对长的自旋退相干时间。然而,到目前为止,这种潜力还没有在实验中实现,很可能是由于对量子点边缘配置的控制缺失。因此,石墨烯量子点的更基本的研究似乎是必要的,包括在输运光谱测量期间最有利地完全控制波函数性质。在这里,我们回顾了最近的成功映射波函数的石墨烯量子点支持的金属,特别是Ir(111),并显示如何探测这样的波函数绝缘支持在运输光谱的目标可能会实现。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall
Cavity quantum electrodynamics with charge-controlled quantum dots coupled to a fiber Fabry-Perot cavity
我们证明了一个单一的自组装InGaAs量子点和外部光纤镜为基础的微腔之间的非微扰耦合。我们的研究结果扩展了以前实现的可调微腔,同时确保空间和光谱之间的重叠腔模式和发射器,同时允许确定性的量子点的电荷控制。利用共振光谱,我们表明,耦合量子点腔系统是在强耦合的开始,与合作的参数为2。我们的研究结果是实现高效率固态自旋光子界面的一个里程碑。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetic resonance spectroscopy of single centers in silicon quantum wells
我们提出了一种新的光检测磁共振(ODMR)技术,它揭示了单点缺陷的硅量子阱中嵌入在微腔的激子正常模式耦合(NMC)的框架内,没有外腔和高频源。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum buses and quantum computer architecture based on quantum dots
我们提出了一种基于量子点的量子计算机架构,用于短距离和长距离通信/计算。我们的方案利用自组装量子点的自然特性,它是可扩展的。它的核心思想是基于半导体自组装量子点的量子总线。这允许在不同的量子寄存器之间传输量子位,并且可以集成在用于基于半导体量子点的量子计算的大多数当前提议中。我们的建议利用{ \it相对较短}自旋链的特殊性质,并详细讨论了两种可能的实现方式的优点和缺点,这两种实现方式都是基于自旋链全局动力学。该方案的一个明显优点是避免了使用微腔进行量子计算机不同元件之间的长距离通信。在这方面,我们的计划是比较快的混合量子点-微腔计划。
2005-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Shell filling in non-linear magneto-tunneling spectroscopy of vertical quantum dots
我们报道了在单个GaAs垂直量子点中进行的非线性磁隧穿实验。我们表明,在低电压偏置下的导电可以是一个光谱工具的基态和第一激发态的几个电子的点。增加电压,观察到一个大的共振峰,并归因于隧穿更高的激发态的准连续。
1998-10-08 cond-mat.mes-hall
Single exciton spectroscopy of semimagnetic quantum dots
本文研究了光激发II-VI族半导体材料中Mn自旋的掺杂问题。通过数值对角化哈密顿量计算了自旋-激子相互作用以及由此产生的多自旋关联对光致发光的影响,包括电子、空穴和Mn自旋之间的交换相互作用以及自旋-轨道相互作用.结果提供了一个统一的描述最近的实验的点与一个和多个Mn原子,以及光致铁磁性的半磁性纳米晶体。
2005-08-09 cond-mat.mes-hall
Cotunneling Spectroscopy in Few-Electron Quantum Dots
研究了少电子量子点在强隧穿下的量子点结构。非弹性共隧穿被用来测量磁场驱动的单重态-三重态跃迁上方和下方的双电子单重态-三重态分裂。非平衡双电子单重态-三重态近藤效应的证据。共隧穿允许轨道相关性和参数表征纠缠的两个电子单基态从直流运输。
2004-08-12 cond-mat.mes-hall
Excited state spectroscopy in carbon nanotube double quantum dots
我们报道了一个完全可调的碳纳米管双量子点的低温测量。一种新的制造技术已被用于顶栅,以避免覆盖整个纳米管的氧化物层,如在以前的实验。顶门允许我们形成单个点,控制它们之间的耦合,我们观察到四重壳填充。我们通过双量子点中的激发态进行非弹性输运光谱,这是实现新的基于微波的实验的必要步骤。
2006-02-17 cond-mat.mes-hall
Pulsed-gate spectroscopy of single-electron spin states in bilayer graphene quantum dots
石墨烯和双层石墨烯量子点是具有长相干时间的自旋量子位的有希望的宿主。虽然最近的技术改进使得在双层石墨烯量子点中静电限制单电子成为可能,并且已经详细研究了它们的自旋和单粒子谱的谷纹理,但是它们的弛豫动力学仍然未被探索。在这里,我们报告通过高频门控单电子双层石墨烯量子点的传输。通过单电子自旋态的瞬态电流谱,我们得到了自旋弛豫时间的下限为0.5~$μ$ s。这一结果代表了石墨烯量子点中自旋相干时间的研究和自旋量子比特的实现的重要一步。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall
Locating environmental charge impurities with confluent laser spectroscopy of multiple quantum dots
我们使用多个共焦InGaAs量子点的共振激光光谱在空间上定位周围的半导体矩阵中的电荷波动。通过绘制出窄带激光和场效应器件中各个点的中性激子跃迁之间的共振条件,我们确定了光谱不连续性,这是由于量子点附近体积内发生的充电和放电事件引起的。我们的分析表明,残留的碳掺杂剂是量子点异质结构中电荷波动陷阱的主要来源。
2014-10-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spectroscopic probes of quantum many-body correlations in polariton microcavities
我们研究了激子-极化激元的多体态,这些态可以通过泵浦-探测光谱观察到。在这里,一个弱探测“自旋向下”的极化激元被引入到一个相干态的“自旋向上”的极化激元创建一个强泵。我们表明,$\downarrow$杂质成为打扮的$\uparrow$介质的激发,并形成新的极化准粒子,具有两点和三点多体量子关联,这在低密度制度,分别从耦合到真空双激子和三激子状态。特别是,我们发现,这些相关性产生额外的分支和避免交叉的$\downarrow$光学透射光谱,具有特性依赖于$\uparrow$ -极化激元密度。因此,我们的研究结果表明,直接观察相关的多体态的激子极化激元系统,超越了经典的平均场论。
2018-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Infrared transmission spectroscopy of charge carriers in self-assembled InAs quantum dots under surface electric fields
利用傅里叶变换红外(FTIR)透射光谱研究了无外加磁场条件下单层InAs自组装量子点(SAQD)中电子和空穴的子能级间距.在分子束外延的超高真空条件下生长外延、互补掺杂和半透明的静电栅极,以调节器件的电压,而二维电子气(2DEG)用作背接触。使用光致发光光谱和FTIR光谱间接计算空穴子能级的间距。观察到的间距很好地拟合计算值的电子和空穴。此外,由于器件顶部的QD层,2DEG的子带间共振增强。
2014-09-18 cond-mat.mes-hall
Resonant tunnelling features in the transport spectroscopy of quantum dots
本文综述了量子点和单施主输运光谱实验中的共振隧穿效应。该审查涵盖的特点归因于点的内在属性以及外在的影响,重点是最常见的操作条件。我们描述了几种现象,可以导致明显相同的签名在偏置光谱测量,其目的是提供实验方法来区分它们不同的物理起源。共振隧穿特征的正确分类是理解限制势的细节或预测用于量子信息处理的点的性能的基本要求。
2010-02-11 cond-mat.mes-hall
Single exciton spectroscopy of single-Mn doped InAs quantum dots
利用包含量子点电子-空穴对自旋、Mn原子和受主空穴之间交换相互作用的模型哈密顿量,研究了单个Mn原子掺杂的InAs量子点的光谱特性.我们的模型允许链接的光致发光光谱的Mn自旋态后,光子发射。我们专注于Mn、$A^0$或$A^-$的电荷状态之间的关系,以及通过带-带或带-受体跃迁产生的不同光谱。我们考虑中性点和带负电荷的点。我们的模型是能够解释最近的实验结果,单锰掺杂的砷化铟PL光谱,并可用于解释未来的实验在GaAs量子点。与单一的Mn掺杂的CdTe量子点的情况下的异同进行了讨论。
2008-07-13 cond-mat.mes-hall
Real Time Electron Tunneling and Pulse Spectroscopy in Carbon Nanotube Quantum Dots
我们研究了碳纳米管(CNT)中的量子点(QD),其中QD几乎与引线隔离。铝单电子晶体管(SET)用作QD的电荷检测器。我们使用脉冲光谱和实时电荷检测两者精确地测量和调谐在1 kHz和1 Hz之间的范围内进入QD的隧道速率,并测量隔离QD的激发光谱。
2008-11-17 cond-mat.mes-hall
Theory of nonlinear optical spectroscopy of electron spin coherence in quantum dots
从理论上研究了单电子掺杂半导体量子点非线性光学光谱中电子自旋相干性的产生和探测。在三阶微分透射谱中,简并泵浦和探测频率处的超窄峰的宽度的倒数给出自旋弛豫时间($T_1$),而Stoke和反Stoke自旋共振的宽度的倒数给出由于非均匀加宽而引起的有效自旋退相时间($T_2^*$)。用五阶微分透射谱中超窄烧孔共振宽度的倒数来测量不计非均匀加宽效应($T_2$)的自旋退相时间。
2006-10-03 cond-mat.mes-hall
High resolution spectroscopy and narrow resonances from InGaN quantum dots in GaN nanowires
报道了GAN纳米线中InGaN量子点系综的高分辨相干非线性光谱。数据显示,在低温下,由于铟波动效应的不均匀加宽,共振激光场和量子点激子之间存在明显的类原子相互作用,这在线性吸收光谱中难以观察到。我们发现,非线性信号在室温下持续强烈。稳健的类原子室温响应表明,这种材料可以作为拟议的激子应用的平台,而无需低温。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Photoluminescence spectroscopy of trions in quantum dots: a theoretical description
我们提出了一个完整的组态相互作用研究的自发复合的中性和单电荷激子(trions)在半导体量子点,从弱到强耦合制度。我们发现,中性激子的复合率的增强与增加的点的大小被抑制的负trions,甚至逆转的正trions。我们的研究结果与最近在自组装量子点中的综合光致发光实验[P. Dalgarno et al. Phys. Rev. B { \bf 77},245311(2008)]一致,并证实了关联在价带中所起的主要作用。
2008-09-02 cond-mat.mes-hall
Phonon Spectroscopy by Electric Measurements of Coupled Quantum Dots
我们提出声子光谱的耦合量子点的低温电导的电测量,特别是采用退相的量子电子输运的声子。我们考虑的设置由T形双量子点(DQD)系统组成,其中只有一个点(点1)连接到外部引线,另一个(点2)仅耦合到第一个。对于非相互作用的电子,由于相消干涉,这种系统的微分电导在位于成键态和反键态能量之间的电压处消失。当激发DQD上的电子-声子(e-ph)时,我们发现,在低温下,点1上的声子发射不影响干涉,而点2上的声子发射则抑制干涉,这种抑制的量随偏压的变化遵循反映声子态密度的有效e-ph耦合,可以用于声子谱.
2010-11-09 cond-mat.mes-hall
Imaging and spectroscopy of artificial-atom states in core/shell nanocrystal quantum dots
用电流成像扫描隧道显微镜观察了InAs/ZnSe核壳纳米晶的电子波函数。在对应于s导带状态的偏置下拍摄的图像显示,它位于中心核心区域,而在较高偏置下探测p状态的图像显示,它延伸到外壳。这是支持的光学和隧道光谱数据表明,在壳生长的s-p间隙关闭。当前图像的叠加类似于在盒子模型中的粒子内计算的量子点的原子状包络波函数。
2001-04-15 cond-mat.mes-hall
Elementary excitations in charge-tunable InGaAs quantum dots studied by resonant Raman and resonant photoluminescence spectroscopy
我们报道了自组装InGaAs量子点的共振光谱,其中电子数可以通过外部栅极电压精确地调谐到N= 0,1,2。偏振,波矢和磁场相关的测量使我们能够清楚地区分共振拉曼和共振光致发光过程。N=1和2电子的拉曼光谱彼此相当不同。特别地,对于N=2的量子点He,光谱表现出单重态和三重态跃迁,反映了基本的多粒子相互作用。量子点的共振光致发光光谱也会随着量子点中电子数目的变化而发生显著的变化。对于N=1,我们观察到强烈的极化效应被抑制N=2。
2010-12-08 cond-mat.mes-hall
Single-dot spectroscopy via elastic single-electron tunneling through a pair of coupled quantum dots
我们研究了单个自组装InAs量子点的电子结构,通过探测弹性单电子隧穿通过一对弱耦合点。在夹断电压以下的区域中,非线性阈值电压行为提供的电子附加能量与线性库仑阻塞振荡完全相同。通过分析它,我们确定的s和p壳层添加光谱高达六个电子在单个InAs点,即耦合点之一。壳层加成谱随磁场的演化提供了s和p壳层的Fock-Darwin谱。
2004-05-24 cond-mat.mes-hall
Epitaxial growth and Photoluminescence Excitation spectroscopy of CdSe Quantum Dots in (Zn,Cd)Se barrier
设计,外延生长,和共振光谱的CdSe量子点(QD)嵌入在一个创新的(Zn,Cd)Se势垒。(Zn,Cd)Se势垒使得QD能量发射向下移动至1.87 eV,其低于Mn $^{2+}$离子内部跃迁的能量(2.1 eV)。这为实现掺杂有几种Mn离子的外延CdSe量子点打开了前景。例如,在一个实施例中,高量子产额磁光器件中的光源。单个量子点的偏振分辨光致发光激发测量揭示了尖锐的($Γ<$ 150 $μ$ eV)最大值和光学偏振向量子点限制带电激子态的转移,效率达到26%。实现了用单个Mn $^{2+}$离子掺杂QD。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Coherent coupling of individual quantum dots measured with phase-referenced two-dimensional spectroscopy: photon echo versus double quantum coherence
我们采用二维(2D)相干,非线性光谱研究耦合在单个InAs量子点(QD)和QD分子。在双光束序列中的交换脉冲排序允许区分重定相和非重定相四波混频(FWM)配置。我们强调非重定相的情况下,允许监测双光子相干动力学。相应的傅里叶变换产生双量子2D FWM映射,这与其单量子对应物相证实,源自于重相序列。我们介绍了参考的四波混频相位与驱动脉冲进行的,克服其主动稳定的必要性,在2D光谱所需的。结合单量子和双量子二维四波混频,提供了一个相关的工具,在检测和确定单个量子系统之间的相干耦合机制,如实验所示。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall
MOVPE growth, transmission electron microscopy and magneto-optical spectroscopy of individual InAsP/GaInP quantum dots
我们报告的增长和表征个别InAsP/GaInP量子点与可变的名义作为摩尔分数。磁光致发光实验揭示了在宽范围内从1.3至1.8 eV的QD发射确认纳入到量子点。透射电子显微镜揭示了一个核帽结构的InAsP量子点与InAs丰富的核心覆盖的InP丰富的层。在核心内部,观察到高达x=0.12的As摩尔分数。重空穴g因子被发现是强烈依赖于作为摩尔分数,而电子g因子是接近的InP值。这表明II型载流子限制在所研究的InP点与空穴(电子)定位在核心(帽)区域。最后,动态核极化的观察,允许进一步深入了解结构特性,使用核磁共振。
2017-05-05 cond-mat.mes-hall
Imaging quasi-particle wavefunctions in quantum dots via tunneling spectroscopy
我们发现,在量子点的物理量探测的局域隧道光谱,即准粒子波函数的相互作用的电子,可以大大偏离其单粒子对应的库仑关联的影响。从原型点的少粒子哈密顿量的精确解,我们发现,这种偏差是至关重要的预测波函数图像在低电子密度或高磁场。
2004-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Radio frequency pulsed-gate charge spectroscopy on coupled quantum dots
利用脉冲门技术直接观测了耦合量子点中的时间分辨电子动力学。当单个栅极电压用周期性脉冲串调制时,平均电荷占用用附近的量子点接触作为检测器来测量。我们设置的一个关键组件是针对宽带射频应用优化的样品架。我们的装置可以在低于纳秒的时间尺度上检测单个电子的位移。通过使用速率方程模型的个别障碍和弛豫时间的隧道费率得到。我们展示了使用这种技术的可调谐双量子点,这也可以用于相干电荷量子比特控制的充分表征。
2010-11-11 cond-mat.mes-hall
Antireflective photonic structure for coherent nonlinear spectroscopy of single magnetic quantum dots
本文报道了在(Cd,Zn,Mg)Te分布布拉格反射器顶部的(Cd,Zn,Mg)Te势垒中外延生长CdTe量子点的方法和光谱特性。在我们的半腔结构中形成的光子模式允许增强QD光致发光的局部激发强度和提取效率,同时抑制覆盖QD跃迁的光谱范围内的反射率。这允许执行单个QD的相干、非线性、共振光谱。通过四波混频测量了带电激子的相干动力学,估计了退相时间$T_2=(210\,\pm\,40)$ ps。相同的结构包含掺杂有单个Mn $^{2+}$离子的QD,如在光致发光光谱中检测到的。因此,我们的工作铺平了道路,调查和控制激子相干耦合,通过$s$,$p$ - $d$交换相互作用,与磁性掺杂剂的个人自旋。
2017-03-23 cond-mat.mes-hall
Strong exciton-photon coupling with colloidal quantum dots in a tuneable microcavity
由于在光子学中的广泛应用,特别是在低阈值相干发射源的制造方面,最近已经广泛地研究了来自与各种发光体集成的光学腔的极化子发射。可调谐微腔允许广泛的调查物质的物理性质放置在腔内确定性地改变耦合强度和可控切换从弱到强和超强耦合制度。在这里,我们展示了室温下强耦合的激子跃迁的CdSe/ZnS/CdS/ZnS胶体量子点与可调的低模体积微腔的光学模式。强耦合证明了一个大的拉比分裂的光致发光光谱取决于微腔的失谐。已经实现了154 meV的耦合强度。量子点的高量子产率、优异的光稳定性和制造的可扩展性为基于胶体量子点的耦合系统在光子学、光电子学和传感器中的实际应用铺平了道路。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitation spectroscopy of single quantum dots at tunable positive, neutral and negative charge states
本文对带双电荷的单自组装InAs/GaAs量子点的光学跃迁和选择规则进行了全面的研究。我们将高分辨率偏振敏感光致发光激发光谱应用于相同的量子点的三种不同的电荷状态:中性和负或正电荷的一个额外的电子或空穴。通过对激发光谱的详细分析,首次对单载流子能级和能级内载流子间的相互作用有了全面的认识。
2012-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photo-draining and slow capture of carriers in quantum dots probed by resonant excitation spectroscopy
我们从理论和实验上研究了平面微腔中单个InAs/GaAs量子点的共振辐射。由于量子点中存在至少一个残余电荷,中性激子的共振激发被阻断。分析了剩余掺杂对量子点初始电荷态的影响,将共振发射猝灭解释为库仑阻塞效应。在特定的低功率状态下使用额外的非共振激光器导致量子点中的载流子流失,并允许激子共振发射的有效光学选通。详细的人口演化模型,发展到描述的载流子排水和光门效应,完全符合实验结果的光门的稳态和动态制度与一组参数。我们推断,超慢俄歇和声子辅助的捕获过程管理的量子点与弛豫时间在1 - 100微秒范围内的载流子流失。我们的结论是,光门作为一个非常敏感的探针的量子点布居弛豫在一个前所未有的慢捕获制度。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall
Theory of Current and Shot Noise Spectroscopy in Single-Molecular Quantum Dots with Phonon Mode
利用Keldysh非平衡格林函数方法研究了耦合到局域声子模的单分子量子点的电流谱和散粒噪声谱。研究发现,在存在电子-声子耦合的情况下,微分电导中除了出现与点的单能级有关的共振峰外,还出现了由声子模的频率决定间距的卫星峰.在"单能级“共振隧穿区,差分散粒噪声功率呈现两个分裂峰。然而,只有单峰出现在“声子辅助”共振隧穿区。还提出了一个实验装置来测试这些预测。
2002-09-30 cond-mat.mes-hall
Room-temperature cavity exciton-polariton condensation in perovskite quantum dots
IBM Research Europe – Zurich(IBM欧洲苏黎世研究中心);ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);Institute of Materials Science of Sevilla, Consejo Superior de Investigaciones Científicas − Universidad de Sevilla (CSIC-US)(塞维利亚材料科学研究所,西班牙国家研究委员会-塞维利亚大学);Laboratory of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院化学与应用生物科学学院无机化学实验室);Empa − Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology(瑞士联邦材料科学与技术研究院)
研究在室温下利用钙钛矿量子点实现极子凝聚,通过可调谐光学谐振腔中的Gaussian形变形势阱,展示了极子凝聚的超线性强度依赖性和其他特性,为极子器件开发奠定基础。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Nuclear magnetic resonance spectroscopy of nonequilibrium steady states in quantum dots
量子点系综中局域电子自旋的光致极化由于与周围核自旋的相互作用而发生退相。尽管有这种失相,量子点中的自旋可以通过施加周期性激光脉冲来控制以相干地响应,从而导致在每个脉冲之前自旋极化的恢复。这种效应,称为自旋锁模,强烈依赖于一个新兴的选择,某些极化的核自旋浴被驱动到一个稳定的状态,远离平衡。我们研究了In $_x$ Ga $_{1-x}$ As量子点中的核组成对这种非平衡行为的影响,并证明了核磁共振(NMR)在磁场依赖性的恢复振幅中表现为非常尖锐的极小值。这暗示了一种新型的核磁共振光谱学。
2022-04-07 cond-mat.mes-hall