Superradiance and enhanced luminescence from ensembles of a few self-assembled quantum dots
我们研究了几个耦合量子点的均匀和非均匀系综的光致发光（PL）的演化。我们讨论了信号之间的关系，从一个给定的量子点合奏下的强和弱激发（完全反转和线性响应制度）：一个系统均匀，足以体现superradiant发射时，强烈反转显示出非指数衰减的PL信号下空间相干弱激发。在非均匀系综中，PL衰减总是接近指数，在两种激发机制中具有不同的时间依赖性，并且在弱激发下具有更高的速率。
2015-03-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superradiance-like Electron Transport through a Quantum Dot
我们从理论上证明，在通过量子点（QD）的电子输运中可以观察到相干多体物理的有趣特征。我们首先推导了一个基于主方程的库仑阻塞体系中电子输运的框架，其中包括量子点中核自旋系综与超精细（HF）的相互作用。这个通用的工具，然后用于研究通过一个单一的量子点在运输设置的漏电流。我们发现，对于一个初始极化的核系统，所提出的设置导致一个强电流峰，在密切类似的超辐射发射的光子从原子系综。这种效应可以用真实的实验参数观察到，并将为量子点中核自旋系综的相干HF动力学提供明确的证据。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable in operando strain tuning in nanophotonic waveguides enabling three-quantum dot superradiance
二十年来，对集成量子光学平台的追求一直激励着半导体量子点领域的研究。量子光源、单光子开关、晶体管和自旋光子接口的演示已经变得非常先进。然而，每个量子点都是不同的，这一基本问题阻碍了集成和扩展到几个量子点之外。在这里，我们通过局部相变图案化应变来解决这一挑战，以选择性地调谐嵌入光子架构中的单个量子点。该图案化是用GaAs波导表面上的薄HfO $_{2}$膜“鞘”的操作中激光结晶来实现的。使用这种方法，我们调整InAs量子点的发射能量在整个非均匀分布的步长下降到均匀的线宽和空间分辨率优于1 $μ$米。利用这些能力，我们将多个量子点调谐到同一波导内的共振，并通过三个量子点的超辐射发射来演示量子相互作用。
2020-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective spontaneous emission from a system of quantum dots
本文比较强激发下规则阵列与随机分布量子点的自发辐射，发现二者发光演化几乎相同，证明超辐射并非源于量子点偶然聚集，并指出弱激发增强辐射不等于完全反转系统中的真正超辐射。
2012-07-25 cond-mat.mes-hall
Superradiance Enhanced Light-Matter Interaction in Spatially Ordered Shape and Volume Controlled Single Quantum Dots: Enabling On-Chip Photonic Networks
本研究利用SESRE方法控制MTSQDs的形状、体积和应变，实现了单光子超辐射，使激子振子强度增强约2.5至3倍，为构建覆盖紫外到中红外波段的片上光子网络提供了物质-光量子比特转换单元。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Optical Superradiance from Nuclear Spin Environment of Single Photon Emitters
我们发现，超辐射的光发射可以从偏振核自旋系综周围的单光子发射，如一个单一的量子点（QD）或氮空位（NV）中心。超辐射光是在光泵浦条件下发射的，可以用实际的实验参数观察到。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonant tunneling of quantum dot in a microcavity
我们提出通过观察嵌入微腔中的半导体量子点的电流来测量Purcell效应。一个电子和一个空穴分别注入量子结构中形成激子，然后辐射复合。稳态电流示出被改变，如果一个不同的腔长或激子能隙。因此，通过测量通过量子结构的电流，可以在实验上观察到珀塞尔效应。此外，我们还发现量子点间激子的超辐射也可以通过电学的方式观察到。
2002-04-10 cond-mat.mes-hall
Optical transitions, exciton radiative decay, and valley coherence in lead chalcogenide quantum dots
我们提出了倒易空间中谷相干和超辐射的概念，并表明它导致$N$ -谷半导体量子点中亮激子辐射寿命的$N$ -倍减少。接下来，我们解释为什么，尽管如此，激子辐射寿命在PbX（X = S，Se，Te）量子点，从光致发光衰减测量，是在微秒范围内。我们还解决了具有强带间耦合的窄隙材料制成的纳米结构中的光-物质相互作用的特殊性。
2022-03-25 cond-mat.mes-hall
Enhanced spontaneous emission from inhomogeneous ensembles of quantum dots is induced by short-range couplings
本文从理论上研究了弱激发极限下非均匀量子点系综的自发发射。我们表明，集体，超辐射效应导致在与实验观察一致的点之间存在足够强的耦合的情况下增强的发射速率，这意味着量子点样品不能被视为单个发射器的集合。我们还证明了量子点系统的集体行为依赖于短程相互作用，而长程偶极耦合太弱，对具有现实程度的不均匀性的系统的发射动力学没有任何影响。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall
Transient dynamics of subradiance and superradiance in open optical ensembles
本文提出计算麦克斯韦-布洛赫框架，自洽计算开放量子点系综的辐射耦合与相位不均匀性，在时域定量研究超辐射和亚辐射瞬态动力学，并与主方程方法对比验证，为设计增强超辐射和亚辐射特性的新系统提供工具。
2023-03-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon-mediated superradiance near metal nanostructures
我们开发了一个理论的合作发射光的发射器，如荧光分子或半导体量子点，位于附近的金属纳米结构支持表面等离子体的合奏。在这样的系统中，合作发射的主要机制是发射器和等离子体激元之间的共振能量转移，而不是发射器之间的Dicke辐射耦合。我们确定了两种类型的发射器之间的等离子体耦合，（i）等离子体增强的辐射耦合和（ii）等离子体辅助的非辐射能量转移，它们之间的竞争管理系统本征态的结构。具体地说，当发射器从金属表面移除超过几个nm时，发射由三个超辐射态主导，具有与单个发射器相同的量子产率，导致系综辐射能量的急剧减少，而在较小的距离处，合作行为被非辐射跃迁破坏。在系综量子效率的距离依赖性中，可以观察到两个区域之间的交叉。我们的数值计算，将直接和等离子体辅助的相互作用的发射器之间的表明，他们不破坏等离子体迪克效应。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Static strain tuning of quantum dots embedded in a photonic wire
我们使用应变静态调整的半导体带隙的个别InAs量子点（QD）嵌入在GaAs光子线具有非常有效的单光子收集效率。由于结构的几何形状，我们能够通过使用纳米操纵器施加应力来将QD激子跃迁移动超过20 meV。此外，由于在结构中产生的强横向应变梯度，我们可以相对调谐位于线波导中的两个量子点，使它们共振，打开方式来观察集体效应，如超辐射。
2018-02-09 cond-mat.mes-hall
Exciton lifetime in InAs/GaAs quantum dot molecules
用时间分辨光致发光法测量了InAs/GaAs垂直耦合量子点对阵列的激子寿命$T_1$。与量子点参考相比，已经观察到$T_1$的显著减少高达$\sim$ 2倍，反映了点间相干性。增加的分子耦合强度导致系统的$T_1$的减少与减少的障碍宽度，作为宽的障碍的一部分的结构显示出减少耦合，而对于窄的障碍，所有的分子似乎是很好地耦合。分子中的相干激子获得两个单独量子点中激子的振子强度，使激子寿命减半。这种超辐射效应有助于以前观察到的均匀激子线宽的增加，但比减少$T_2$弱。这表明，与量子点参考相比，纯退相对于分子变得越来越重要。
2005-04-20 cond-mat.mes-hall
Spin superradiance by magnetic nanomolecules and nanoclusters
磁性纳米分子和纳米团簇的组装体的自旋动力学可以通过将样品插入谐振电路的线圈中而变得相干。通过线圈的产生的反馈磁场来组织相干性。磁性样品与共振电路的耦合引起快速自旋弛豫和相干自旋辐射，即超辐射。我们认为自旋动力学描述的一个现实的哈密顿量，典型的磁性纳米分子和纳米团簇。磁各向异性的作用进行了研究。一个特别注意的是与磁性样品和谐振器线圈的相互取向的几何效应。
2015-03-27 cond-mat.mes-hall
Coherent and Collective Quantum Optical Effects in Mesoscopic Systems
综述了介观系统中的相干和集体量子光学效应，如超辐射和相干布居囚禁。讨论了这些现象的各种新的物理实现，重点是它们在耦合纳米尺度系统（如量子点）中对电子输运和量子耗散的作用。一些理论工具，如主方程，极化子变换，关联函数，或水平统计被用来描述最近的工作耗散电荷量子比特（双量子点），迪克效应，声子腔，单振子，暗态和绝热控制量子输运，和大自旋玻色子模型。该综述试图建立介观学（量子输运，相干散射，量子混沌），量子光学（如超辐射，暗态，玻色子腔）和（在其最后一部分）量子信息理论的概念之间的联系。
2004-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-equilibrium dynamics of the Dicke model for mesoscopic aggregates: signatures of superradiance
在耦合到腔的单共振模的受激二能级系统（原子）的介观聚集体的耗散量子动力学中，出现了与超辐射有关的两种物理现象。短时间尺度上的一个明显的发射峰与已知的激发原子协同辐射到自由空间的超辐射爆发有关。其次是弛豫到一个稳定的状态的复合系统，使足够大的原子场耦合的强关联状态出现。在Dicke哈密顿量的热力学极限下，到这种状态的交叉可以被解释为从正常到超辐射相转变的前兆。最近的实验活动的动机，这些功能进行了详细研究的介观数量的原子和一个腔嵌入在一个阻尼Dicke模型所描述的耗散介质。我们确定了较短的时间尺度上的量子动力学的观测值和特性，可以清楚地区分弱相关的强相关的迪克物理。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Driven-Dissipative Dynamics of Atomic Ensembles in a Resonant Cavity I: Nonequilibrium Phase Diagram and Periodically Modulated Superradiance
研究了拉曼激光非相干泵浦下耦合到坏腔中的两个原子系综（或等价的原子钟）的动力学行为。我们的主要结果是在两个参数-时钟和再泵浦速率之间的失谐的实验装置的非平衡相图。有三个主要阶段-平凡的稳态（阶段I），其中所有原子被最大限度地泵浦，对应于单色超辐射的非平凡稳态（阶段II）和调幅超辐射（阶段III）。相I和II是平均场动力学的不动点，而在大多数相III稳定吸引子是极限环。运动方程具有轴对称性和关于两个时钟互换的$\mathbb{Z}_{2}$对称性。这些对称性中的一个或两个在不同的阶段自发地被打破。平凡的稳态通过超临界Hopf分支导致$\mathbb{Z}_{2}$对称极限环而失去稳定性。非平凡的稳态通过一个亚临界的Hopf分岔负责共存的单色和调幅超辐射。利用Floquet分析，我们证明了$\mathbb{Z}_{2}$ -对称极限环最终会变得不稳定，并通过超临界分叉产生两个$\mathbb{Z}_{2}$ -非对称极限环.上述吸引子中的每一个在从腔辐射的光的功率谱中具有其自己的独特指纹。特别是，第三阶段的极限环会发出频率梳-一系列等距的峰值，其中频率梳的对称性反映了潜在极限环的对称性。对于典型的实验参数，峰之间的间距是几个数量级小于单色超辐射频率，使激光频率高度可调。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.CD
Dicke Superradiance in Solids
凝聚态光学研究的最新进展导致了传统上在量子光学领域研究的现象的出现。这些研究不仅加深了我们对光-物质相互作用的理解，而且也介绍了凝聚态系统中光学过程中固有的多体相关性。超辐射是Dicke在1954年预言的一个深刻的量子光学过程。SR的基本概念适用于一般的$N$体系统，其中组成振荡偶极子通过与公共光场的相互作用耦合在一起，并加速系统的辐射衰减。在SR的最迷人的表现形式，被称为超荧光（SF），一个非相干准备系统的$N$倒置原子自发地发展宏观相干从真空波动，并产生延迟脉冲的相干光，其峰值强度$\propto N^2$。这样的SF脉冲已经在原子和分子气体中观察到，并且它们有趣的量子性质已经被明确地证明。在这里，我们重点关注快速发展的固体SR研究领域，其中不仅存在光子介导的耦合，还存在强库仑相互作用和超快散射。我们描述SR和SF在固体，分子聚集体和晶体，量子点和量子阱中的分子中心。特别是，我们将总结我们最近在强磁场中对量子阱进行的一系列研究。这些研究表明，固态系统中的合作效应不仅仅是需要观察到奇异条件的小修正;相反，它们可以主导整个相互作用电子系统的非平衡动力学和发光过程。
2016-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Optically Switched Phonon Superradiance of Surface Acoustic Wave in Diamond
Tongji University（同济大学）
通过光学驱动氮空位中心能级跃迁增强自旋-声子耦合，在弱耦合区域触发表面声波声子超辐射相变，实现可调控的固态量子器件。
2026-06-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Superradiance of Strongly Interacting Dipolar Excitons in Moiré Quantum Materials
本研究揭示莫尔晶格中层间激子的静态偶极相互作用会抑制无序态、增强有序相的超辐射，并可通过掺杂调控光学协同性。
2025-05-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Revisiting superradiance dynamics from single diamond nanocrystals with a physically consistent model for fluorescence decay
Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Nicolaus Copernicus University in Torun（托伦尼古拉·哥白尼大学物理、天文学和信息学学院物理研究所）
本文提出了一种新的物理一致模型，用于描述单个钻石纳米晶体中超辐射动力学的荧光衰减过程。
2026-01-12 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Intertwining of lasing and superradiance under spintronic pumping
本文提出一个量子光学平台，描述自旋电子学泵浦的磁振子凝聚体，通过Dicke模型与非平衡浴耦合，揭示了普通泵浦系综中不存在的混合激光-超辐射机制，为量子光学与自旋电子学提供概念桥梁。
2022-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Superradiant-like dynamics by electron shuttling on a nuclear-spin island
我们研究了单电子量子点中核自旋池的类超辐射动力学，通过考虑电子周期性地往返于同位素富集的“核自旋岛”。在均匀超精细相互作用的假设下，详细讨论了穿梭运动下的核自旋演化及其与超辐射的关系。我们推导出最小穿梭时间，允许逃脱绝热自旋演化。此外，我们讨论了附近的微磁体的非均匀磁场下的慢/快穿梭。最后，通过与静态量子点模型的比较，我们强调了非绝热穿梭在解除库仑阻塞从而建立类超辐射行为中所起的重要作用。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Squeezed superradiance enables robust entanglement-enhanced metrology even with highly imperfect readout
针对纠缠量子计量受读出噪声和耗散限制的问题，提出一种结合放大与压缩涨落的耗散协议，可在显著读出噪声下超越 SQL，并仅需大集体协同性即可抵抗单自旋耗散。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum dynamics of two quantum dots coupled through localized plasmons: An intuitive and accurate quantum optics approach using quasinormal modes
我们研究了两个量子点（QD）或人工原子通过金纳米棒共振器的基本局域等离子体耦合的量子动力学。我们推导出一个直观和有效的时间局域主方程，其中的金属纳米棒的影响被考虑到自洽使用准正规模式（QNM）的光子格林函数展开技术。我们高效的QNM技术提供了一种替代和更强大的方法，超过标准的Jaynes-Cummings模型，其中电磁环境的辐射衰减，非辐射衰减和光谱重塑效应以清晰透明的方式严格包含在内。我们还展示了如何可以使用我们的方法来恭维近似Jaynes-Cummings模型在某些空间制度，它被认为是有效的。然后，我们提出了两个等离子体耦合量子点的量子动力学和光致发光光谱的研究。我们首先探讨非马尔可夫制度，这是发现是重要的，只有在超短时间尺度的等离子体模式，这是约40 $\,$ fs。对于场自由演化的情况下，激发量子点附近的纳米棒，我们展示了如何空间分离的量子点可以有效地耦合通过等离子体共振，我们展示了如何远离等离子体共振的频率可以更有效地相干耦合量子点。尽管金纳米谐振器具有很强的固有耗散，但我们表明，从最初的分离状态可以实现高达0.7的量子位纠缠，在弱耦合水库的先前工作中，这种纠缠被限制在小于0.5。我们还研究了量子点对的超辐射和亚辐射衰减动力学。最后，我们研究了非相干泵浦的量子点的丰富的量子动力学，…
2015-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
