Simulating terahertz quantum cascade lasers: Trends from samples from different labs
我们提出了一个系统的比较结果，从我们的非平衡格林函数形式主义与大量的AlGaAs-GaAs太赫兹量子级联激光器先前发表在文献中。对所有样品采用相同的材料和模拟参数，我们观察到，对于给定组的样品，测量和计算的峰值电流之间的差异相似。这表明实验和理论之间的差异部分是由于在不同实验室制造的设备缺乏可重复性。改变不同器件的界面粗糙度高度，我们发现激光操作下的峰值电流几乎没有变化，因此界面质量的差异似乎不是缺乏再现性的唯一原因。
2016-08-31 cond-mat.mes-hall
Terahertz cascades from nanoparticles
在这篇文章中，我们提出了一个系统能够太赫兹辐射的量子产额以上的单位。该系统由纳米颗粒组成，其中材料组成沿着每个纳米颗粒的径向方向变化，使得出现等距离能级的阶梯。然后，通过激发这个阶梯的最高水平，我们在太赫兹范围内产生了多个相同频率的光子。我们演示了如何计算实现高量子产率的连续材料组合物分布，然后表明多壳纳米颗粒的实验友好设计仍然可以导致高量子产率。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall
A phonon scattering assisted injection and extraction based terahertz quantum cascade laser
提出并实验验证了一种基于声子-光子-声子连续发射的太赫兹量子级联激光器方案。所提出的结构的电荷输运建模使用速率方程形式主义。为了在150 K下使粒子数反转和振子强度的乘积最大化，开发了一个基于遗传算法的优化程序，在$\mathrm{GaAs/Al_{0.25}Ga_{0.75}As}$材料系统中找到一个四阱设计。用Au双金属波导制作的器件在3.2THz到138 K的温度下产生激光。的电特性显示在激光阈值，这表明-由于速率方程模型-较低的激光状态，一个缓慢的人口减少率，非平衡格林函数计算证实了一个假设的微分电阻下降的迹象。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall
Graphene vertical cascade interband terahertz and infrared photodetectors
我们提出并评估了垂直级联太赫兹和红外光电探测器的基础上，多个石墨烯层（GL）结构与薄隧道势垒层（由二硫化钨或相关材料制成）。光电探测器操作与从GL中的价带到相邻GL中的导带的级联辐射电子跃迁（带间和GL间跃迁）相关联。本文计算了在较宽的温度范围内，不同GL数和不同掺杂水平的垂直级联带间GL光电探测器（I-GLPD）在不同偏压下的响应率和探测率随光谱的变化关系。我们显示了一个有效的操纵的光谱特性的可能性所施加的电压。光谱特性还取决于GL掺杂水平，这开辟了在多色系统中使用I-GLPD的前景。I-GLPD的优点在于对垂直入射辐射的敏感性、暗电流的温度依赖性弱以及工作速度快。与量子阱子带间光电探测器的比较表明，I-GLD具有更好的室温探测性能和更高的探测速度。垂直级联I-GLD在速度上也可以超过横向p-i-n GLD。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall
Observation of Zone-Folded Acoustic Phonons in Terahertz Quantum Cascade Lasers using Picosecond Ultrasonics
利用超快激光光谱技术研究了太赫兹量子级联激光器的时间分辨振动特性。通过观察声学折叠分支，并通过分析所涉及的声子模式，可以提取这些器件的准确结构信息，这对于它们的设计和性能是必不可少的。
2010-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theoretical analysis of spectral gain in a THz quantum cascade laser: prospects for gain at 1 THz
在最近的一封信[应用物理快报。82，1015（2003）]，Williams等人报道了在3.4THz或14.2meV下操作的太赫兹量子级联激光器的开发。我们已经计算和分析了量子级联结构的增益谱，除了在报道的激光能量~= 14 meV处获得增益外，我们还发现了在约5 meV或略高于1 THz的低得多的能量处的实质性增益。这表明了在这种较低能量下开发太赫兹激光器或双色太赫兹激光器的途径。
2003-08-25 cond-mat.mes-hall
Temperature performance analysis of terahertz quantum cascade lasers: Vertical versus diagonal designs
采用系综蒙特卡罗方法，系统地比较了基于垂直和对角激光跃迁的共振声子减少太赫兹量子级联激光器。分析表明，对于低于200 K的工作温度，对角设计可以在约3.5 THz及以上的激光频率下提供优异的温度性能;然而，垂直结构在较低频率下更有利于良好的温度性能。
2011-06-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Partially coherent electron transport in terahertz quantum cascade lasers based on a Markovian master equation for the density matrix
推导了适用于量子级联激光器的单电子密度矩阵的马尔可夫主方程。该方程保持了密度矩阵的正性，包括非对角元素（相干性）以及面内动力学，并考虑了电子与声子和杂质的散射。我们使用该模型来模拟太赫兹频率QCL，并通过非平衡格林函数（NEGF）与实验和模拟的结果进行比较。当QCL偏向最佳激光时，我们得到了与实验和NEGF非常好的一致性。对于所考虑的设备，我们表明，相干性的幅度可以是一个显着的分数的对角矩阵元素，这表明它们的重要性时，描述太赫兹QCL。我们表明，在平面内的能量分布可以偏离远离加热麦克斯韦分布，这表明简化的密度矩阵模型中的热化子带的假设是不够的。我们还表明，电流密度和子带职业放松对他们的稳态值在非常不同的时间尺度。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Monte Carlo study of carrier-light coupling in terahertz quantum cascade lasers
我们提出了一种自洽的方法，包括光学腔场的Monte Carlo为基础的载流子输运模拟。这种方法允许在量子级联激光器中的实际激射操作的分析，考虑到诸如增益饱和和纵模竞争的影响。对太赫兹量子级联激光器的模拟结果与实验结果一致。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Position and mode dependent coupling of terahertz quantum cascade laser fields to an integrated diode
将肖特基二极管集成到太赫兹量子级联激光波导中，直接耦合到内部激光场。在多模激光器中，二极管响应与每个激射模式的二极管的瞬时功率和耦合强度两者相关。测量了集成在两个不同位置的量子级联激光腔中的二极管的整流响应，表明二极管的相对位置强烈影响激光二极管耦合。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analysis of High Performing Terahertz Quantum Cascade Lasers
对基于双阱设计的太赫兹量子级联激光器进行了详细的模拟。我们重现观察到的最大工作温度和属性的退化与温度的寄生水平和热的寄生虫的占领。此外，我们证明了电流注入可以方便地研究使用EZ状态，结合能量选择性和空间定位。改进注入允许实现约265开尔文的更高的最大操作温度。
2022-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Andreev terahertz radiation generators
Ioffe Institute（约费研究所）；Institute for Problems in Mechanical Engineering of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院机械力学问题研究所）；Peter the Great Saint-Petersburg Polytechnic University（圣彼得堡彼得大帝理工大学）
该研究通过自旋电路边界处的负U偶极子中心链，实现了安德鲁夫分子用于太赫兹辐射生成。
2026-02-09 cond-mat.mes-hall
Coherence of resonant-tunneling transport in terahertz quantum-cascade lasers
我们发展了简单的密度矩阵模型来描述量子级联激光器（QCL）的共振隧穿（RT）输运中相干性的作用。具体地说，我们研究了激光能级与其他能级之间的相干耦合对输运性质和增益谱的影响。在本文的第一部分，我们使用三能级密度矩阵模型，获得有用的解析表达式，电流传输通过注入势垒在QCL。导出了激光阈值处电流-电压特性曲线斜率不连续性的表达式。这个值被证明是一个直接的测量在阈值的粒子数反转，并反驳了以前持有的信念，它是激光能级寿命的比率的指示。在论文的第二部分，我们使用密度矩阵计算共振声子太赫兹QCL设计的增益谱。较低的辐射水平的双峰的大的反交叉反映在一个广泛的增益线宽由于相干RT辅助的人口减少过程。在一定的偏置条件下，增益谱呈现双峰，这得到了实验观测的支持。
2009-10-15 cond-mat.mes-hall
Modeling bound-to-continuum terahertz quantum cascade lasers: The role of Coulomb interactions
基于系综蒙特卡罗分析，我们表明，库仑相互作用中起主导作用的束缚连续太赫兹量子级联激光器，因此需要仔细建模。库仑相互作用以空间电荷效应和库仑散射事件的形式进入我们的模拟。通过比较一个完整的多子带库仑屏蔽模型，我们表明，简化的方法产生相当大的偏差，这样的结构。电子-电子散射的自旋依赖性也必须充分考虑。此外，我们证明了迭代薛定谔-泊松和载流子输运模拟是必要的，以正确地考虑空间电荷效应。
2011-06-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Registration of terahertz irradiation with silicon carbide nanostructures
研究碳化硅纳米结构在室温下对太赫兹辐射的响应，基于量子法拉第效应模型解释边缘通道电流产生及纵向电压特征，并通过EDEPR揭示内部太赫兹辐射。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Evidence for terahertz acoustic phonon parametric oscillator based on acousto-optic degenerate four-wave mixing in silicon doping superlattice
首次报道了太赫兹（THz）激光泵浦硅掺杂超晶格（DSL）中声光相位共轭简并四波（D4WM）混频产生的1.0 THz自启动无镜声学声子参量振荡器（MAPPO）。DSL是通过分子束外延生长在（100）硼掺杂的硅衬底上。利用超导NbTiN亚波长光栅将THz激光辐射耦合到DSL中。超导颗粒铝的热辐射探测，再加上Si：B压电声子光谱，揭示了太赫兹相干压缩波和剪切波的激发，仅沿<111>方向。验证了分布反馈的布拉格散射条件和D4WM过程的能量守恒要求。太赫兹MAPPO可以为非经典声学声子场的研究提供一个实验平台。
2019-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct surface cyclotron resonance terahertz emission from a quantum cascade structure
沿着半导体量子阱的生长方向施加强磁场，产生离散能态的谱，即朗道能级。通过将量子级联结构的量子工程与静态磁场相结合，我们可以选择性地将电子注入量子阱的激发态朗道能级，实现基于回旋辐射的可调谐表面发射器件。通过施加0和1 - 2 T之间的适当磁场，我们证明了在宽范围的频率（1-2太赫兹和3-5太赫兹）从一个单一的设备发射。
2012-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monte Carlo Modeling of Terahertz Quantum Cascade Detectors
我们展示了一个强大的和严格的模拟光伏量子级联探测器（QCD）在中红外（中红外）和太赫兹（THz）范围内的Encavity蒙特卡罗（EMC）建模方法。将现有的量子级联激光器（QCL）电磁兼容（EMC）模拟工具扩展到零偏压下热平衡条件下QCD中的光伏输运效应。在这里，我们提出的电磁兼容性研究的太赫兹探测器设计的检测波长为84 $μ$ m的结果。模拟结果与实验数据吻合较好。在10 K温度下，我们得到了9.4 mA/W的峰值响应率。
2020-04-07 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Rectified diode response of a multimode quantum cascade laser integrated terahertz transceiver
研究了太赫兹量子级联激光器中二极管的直流输运响应随激光电流的变化规律。的整体响应被描述为平行的贡献，由于二极管I-V的非线性和热激活的运输从激光场的整流。当激光器从单模改变到多模操作时，二极管响应中的突然跳跃，在输出功率中没有相应的跳跃，表明二极管和激光场之间的耦合取决于内部场的空间分布。结果表明，内部激光场直接耦合到集成二极管。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz quantum cascade lasers with thin resonant-phonon depopulation active regions and surface-plasmon waveguides
我们报道了三阱，共振声子减少太赫兹量子级联激光器与半绝缘表面等离子体波导和减少有源区（AR）的厚度。比较了厚度为10、7.5、6和5 μm的器件的阈值电流密度、最高工作温度、输出功率和AR温度。较薄的AR对外延生长的技术要求较低，并且导致器件的电加热减少。然而，发现7.5 μ m厚的器件在阈值处提供最低的电功率密度，因为它们代表了低电阻和低阈值增益之间的最佳权衡。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Terahertz detection in single wall carbon nanotubes
据报道，从0.69 THz到2.54 THz的太赫兹辐射已经在由金属碳纳米管束组成的设备中灵敏地检测到，通过光刻制造的天线和硅透镜准光学耦合。测得的数据是一致的，与测热过程，并显示承诺的操作高于4.2 K。
2007-11-16 cond-mat.mes-hall
Material configurations for n-type silicon-based terahertz quantum cascade lasers
硅基量子级联激光器（QCL）提供了将相干太赫兹辐射源与硅微电子集成的前景。理论研究已经提出了各种n型SiGe基异质结构作为设计候选者，但最佳材料配置仍然不清楚。在这项工作中，优化算法被用来设计等效的THz QCL在三个最近提出的配置[（001）Ge/GeSi，（001）Si/SiGe和（111）Si/SiGe]，发射频率为3和4 THz。的电子和光学性质的系统比较。半经典电子输运模拟被用来模拟载流子动力学，并计算峰值增益，相应的电流密度和最高工作温度。结果表明，（001）Ge/GeSi结构在两个发射频率下都具有最佳的模拟性能。
2011-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling spectral purity and tunability of terahertz quantum cascade laser sources based on intra-cavity difference frequency generation
基于中红外量子级联激光器（THz DFG-QCL）腔内差频产生的太赫兹源最近成为第一个能够在1-6 THz范围内在室温（RT）下工作的单片电泵浦半导体源。尽管在功率输出方面取得了巨大的进步，在室温下脉冲功率超过1 mW，连续波功率超过10 μW，但对于这些器件用于高精度光谱学的主要优点，如光谱纯度和绝对频率可调谐性，仍然缺乏了解。在这里，通过利用包括太赫兹频率梳状合成器的超声波级系统，我们测量，第一次，自由运行的发射线宽（LW），调谐特性，以及这些源的各个发射线的绝对频率与不确定性为4 × 10-10。公开的发射LW（400 kHz，1 ms积分时间）表明DFG-QCL非常适合作为本机振荡器工作，并用于各种需要窄线宽THz源的电子测量，光谱，通信和成像应用。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Signature of inverse orbital Hall effect in silicon studied using time-resolved terahertz polarimetry
研究通过近红外泵-太赫兹探测光谱，在室温下考察圆偏振光诱导的硅中异常霍尔电导，揭示了长寿命光载流子霍尔电导与近红外光手性相关，其强度与砷化镓相当，排除了基于自旋极化的起源，表明逆轨道霍尔效应的出现。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Bosonic Cascade Laser
基于半导体微腔中玻色子准粒子（激子和激子-极化激元）在抛物势阱中的跃迁，提出了量子级联激光器的概念。由于激子跃迁的玻色子刺激，该激光器将发射太赫兹辐射。玻色子级联激光器的动力学与传统的费米子级联激光器的动力学有很大的不同。我们表明，人口的激子梯宇称依赖和量子化，如果没有外部太赫兹腔的激光器操作。
2012-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Proposed ultra wide-band tunable THz RT lasers based on momentum space negative conductivity under electron streaming in hNB-graphene sandwiches
观察太赫兹损耗增益切换通过栅极上的偏置石墨烯三明治的传输解释下，在石墨烯中的电子流的响应。基于这一考虑，提出了太赫兹源，包括硅谐振器放置在三明治与电流在石墨烯中流动。它应该提供可调谐的偏置发射在宽太赫兹波段。该光源是直接模拟太赫兹的可调谐微波激光器演示。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall
Optically induced transparency in bosonic cascade lasers
玻色子级联激光器是基于限制在陷阱中的激子的玻色子凝聚物或激子-极化激元之间的受激辐射跃迁的太赫兹（THz）激光器。我们研究了入射太赫兹脉冲与级联中相邻能级之间跃迁的相互作用。我们表明，在一定的光泵浦条件下的级联变得透明的入射脉冲：它既不吸收，也不放大它，在平均场近似。然而，玻色级联的中间能级的群体随着THz脉冲的通过而改变。相比之下，费米子级联激光器没有显示出任何这些特性。
2017-07-26 cond-mat.mes-hall
Three Dimensional Broadband Tunable Terahertz Metamaterials
我们提出了在太赫兹（THz）频率下的光学可调谐磁性三维超材料，其调谐范围为谐振频率的30%。这是通过制造3D阵列结构组成的双开口环谐振器（DSRR）的硅上蓝宝石，使用多层电镀制造。在DSRR的电容区域内的硅中的自由载流子的光激发导致谐振频率从1.74 THz到1.16 THz的红移。所观察到的频率偏移导致从磁到双各向异性响应的过渡，通过电磁模拟和参数检索验证。我们的方法扩展了动态超材料调谐到磁控制，并可能在开关和调制，偏振控制，或可调谐完美吸收器中找到应用。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz frequency combs exploiting an on-chip solution processed graphene-quantum cascade laser coupled-cavity architecture
在太赫兹（THz）频率下设计具有超宽增益谱和群速度色散完全补偿的量子级联激光器（QCL）的能力是设计远红外单片和小型化光学频率梳合成器（FCS）的基本需求。在THz QCL四波混频中，由子带间增益介质的固有三阶极化率驱动，自锁相位中的光学模式，允许稳定的梳状操作，尽管在有限的动态范围内（约20%的激光器操作范围）。在这里，我们设计了小型化的THz FCS，其包括与紧密耦合的片上溶液处理的石墨烯可饱和吸收体反射器集成的异质THz QCL，即使在四波混频不再提供色散补偿时，该反射器也能保持激光模式之间的相位相干性。这使得高功率（8 mW）FCS具有超过90个光学模式，超过55%的激光器工作范围。此外，稳定的注入锁定显示，铺平了道路，影响一些关键的应用，包括高精度可调宽带光谱和量子计量学。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Entangled Terahertz Photon Emission from Topological Insulator Quantum Dots
提出了一种在拓扑绝缘体量子点（TIQD）中产生纠缠太赫兹光子对的可行方案。我们从理论上证明，在一般TIQD中：1）由于时间反转对称性，一维无质量激子本质上不存在精细结构分裂，这是传统半导体量子点中产生纠缠光子的障碍; 2）选择规则服从缠绕数守恒，而不是传统的线性色散边缘态之间的角动量守恒。有了这两个优点，在我们的方案中的级联过程中的发射光子的纠缠是强大的不可避免的混乱和不规则形状的TIQD。
2016-02-01 cond-mat.mes-hall
Broadband Terahertz Modulation in Electrostatically-doped Artificial Trilayer Graphene
利用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS），报道了一种在氧化硅衬底上随机堆叠三层石墨烯（TLG）的太赫兹光调制器。在这里，TLG的费米能级的栅极调谐提供了太赫兹传输调制的基本基础。我们测量了15%的变化，在太赫兹传输的这种设备在很宽的频率范围内（0.6-1.6THz）。我们还观察到在时域信号中>80%的强吸收和电导率的频率独立性。此外，与以前的研究不同，我们发现，作为石墨烯的栅电极的底层硅衬底在施加偏压下也表现出对透射的THz辐射的实质性调制。
2017-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detection of incoherent broadband terahertz light using antenna-coupled high-electron-mobility field-effect transistors
基于太赫兹电磁波在场效应晶体管中自混合的直接太赫兹探测器的灵敏度正在提高，其噪声等效功率接近肖特基势垒二极管探测器的噪声等效功率。在这里，我们报告这样的探测器基于AlGaN/GAN二维电子气在77~K能够感测宽带和非相干太赫兹辐射。测量的光电流作为门电压的函数与自混合模型吻合得很好，光谱响应主要由天线决定。傅里叶变换光谱仪配备有为340、650和900 GHz频带设计的探测器，允许在0.1至2.0 THz的频率范围内进行太赫兹光谱学。该探测器在77 K时的光学灵敏度约为$1~\mathrm{pW/\sqrt{Hz}}$，与4.2 K时的商用硅测辐射热计相当。通过进一步提高灵敏度，室温探测器将在主动/被动太赫兹成像和太赫兹光谱学中找到应用。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Room-temperature graphene sub-terahertz detector integrated on a silicon dielectric waveguide
National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）；Moscow Pedagogical State University（莫斯科师范大学）；Programmable Functional Materials Lab, Center for Neurophysics and Neuromorphic Technologies（可编程功能材料实验室，神经物理与神经形态技术中心）；Center for Advanced Studies（高级研究中心）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）
本研究展示了单片集成在高电阻率硅介质波导上的室温石墨烯亚太赫兹探测器，实现了D波段探测，其电压响应度达11.5 V/W，为全集成室温太赫兹光子回路提供了可行方案。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
High dynamic range, heterogeneous, terahertz quantum cascade lasers featuring thermally-tunable frequency comb operation over a broad current range
我们报告工程的宽带量子级联激光器（QCL）发射太赫兹（THz）的频率，它利用异质有源区计划，并有一个电流密度动态范围（JDR）为3.2，显着大于最先进的，超过1.3太赫兹带宽。我们证明了所设计的宽带激光器作为太赫兹光学频率梳合成器工作在连续波，最大光输出功率为4 mW（0.73 mW的梳状制度）。模间拍音图的测量揭示了在连续106 mA电流范围内延伸的清晰的色散补偿频率梳状区（电流密度动态范围为1.24），显著大于在类似几何形状下报道的现有技术，相应的发射带宽为1.05 THz，检测到稳定且窄（4.15 KHz）的拍音，信噪比为34 dB。对电和热节拍调谐的分析表明，电流调谐系数范围在5 MHz/mA和2.1 MHz/mA之间，温度调谐系数为-4 MHz/K。通过温度和电流在整个动态范围内调谐THz QCL梳的能力为它们作为强大的光谱工具的使用铺平了道路，这些光谱工具可以提供宽频率覆盖范围和高精度光谱精度。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Density matrix Monte Carlo modeling of quantum cascade lasers
通过引入密度矩阵的元素，将载流子输运的半经典系综Monte Carlo方法扩展到非相干隧穿，这在量子级联激光器中起着重要作用.特别是，这种效应主导了电子输运穿过厚注入势垒，这是经常使用的太赫兹QCL设计。实现了量子力学退相的自洽模型，消除了对经验模拟参数的需要。我们的建模方法进行了验证，对不同类型的太赫兹QCL设计的实验数据。
2017-11-16 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Modeling quantum cascade lasers: Coupled electron and phonon transport far from equilibrium and across disparate spatial scales
量子级联激光器（QCL）是电磁波谱的中红外和太赫兹部分中的高功率相干光源。它们是电子系统和晶格系统远离平衡的设备，彼此强烈耦合，并且问题桥接不同的空间尺度。我们提出了我们正在进行的多物理场和多尺度模拟中红外QCL中的电荷和热量的远离平衡输运的工作。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear response of quantum cascade structures
用非平衡格林函数方法分析了太赫兹量子级联激光器的增益谱。响应函数的高次谐波是可恢复的，为从理论上研究量子级联激光器中的非线性现象提供了一种途径。增益的模拟工作条件下，线性响应和强激光场的结果。一个迭代的方式重建激光条件下的激光腔内的场强描述使用的研究系统的损失的水平的测量值。与时域光谱的实验数据比较表明，实验情况超出了线性响应。
2012-10-31 cond-mat.mes-hall
Near-Field Terahertz Nanoscopy of Coplanar Microwave Resonators
超导量子线路是量子计算的主要平台之一。为了将超导量子计算推进到具有实际重要性的程度，识别和解决导致退相干的材料缺陷至关重要。在这里，我们使用太赫兹扫描近场光学显微镜（SNOM）来探测硅上湿蚀刻铝谐振器的局部介电特性和载流子浓度，硅是超导量子处理器最具特征的组件之一。使用最近开发的矢量校准技术，我们提取太赫兹介电常数从光谱接近微波馈线。拟合提取的介电常数的德鲁德模型，我们发现，在蚀刻的通道中的硅具有大于缓冲氧化物蚀刻硅的载流子浓度，我们探索后处理方法，以减少载流子浓度。我们的研究结果表明，近场太赫兹调查可以应用于定量评估和识别量子器件中潜在的损失通道。
2021-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A conjecture on a quantum limit of semiconductor lasers
给出了半导体激光器的最高工作温度与发射波长的关系。这一猜想得到了各种现有实验数据的支持，这些数据包括可见光和红外双异质结和量子阱激光器、量子级联激光器以及更深奥的器件，如基于II型锑化物的中红外和p-Ge以及基于杂质的太赫兹器件。发展的关系可能使最终性能的中红外和远红外，以及太赫兹半导体激光器被预测。
2004-08-27 cond-mat.mes-hall
Prospects for terahertz imaging the human skin cancer with the help of gold-nanoparticles-based terahertz-to-infrared converter
建议的设计，可能的操作参数进行了讨论，仪器检查皮肤癌肿瘤在太赫兹（THz）范围内，将图像转换为红外（IR），并使其可见的帮助下，标准的红外相机。该设备的中心元件是THz-IR转换器，一种嵌入8.5 nm直径金纳米颗粒的Teflon或硅薄膜基质。假设使用外部THz源来照射生物组织样品。该转换器的时间特性使其在实时尺度上的性能。规定了适用于透射模式（体外）或反射模式（体内）人体皮肤操作的设计细节。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall physics.med-ph
Sub-cycle measurement of intensity correlations in the Terahertz range
太赫兹频率范围具有有趣的机会，超出了光谱学和物质控制的非常先进的应用。奇异的量子现象被预测为通过非平凡机制导致光发射。通常，这种发射机制是通过光子到达时间的时间相关测量来解开的，正如Hanbury Brown和Twiss的开创性工作所证明的那样。到目前为止，太赫兹范围错过了这种技术具有非常好的时间特性和高灵敏度的实验实现。在本文中，我们提出了一种基于电光采样的太赫兹光子相关测量方案。146 fs的时间分辨率比一个振荡周期更快，灵敏度到目前为止仅限于~1500个光子。利用这种技术，我们测量了太赫兹量子级联激光器的光子统计。所提出的测量方案允许，在原则上，测量带宽的光子和铺平了道路，太赫兹量子光学。
2015-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Absorption of Terahertz Radiation in Ge/Si(001) Heterostructures with Quantum Dots
在室温下，首次测量了锗-硅异质结构中Ge原子簇（量子点）阵列在0.3 - 1.2THz频率范围内的动态电导率和辐射吸收系数的太赫兹谱。已经发现，由于锗量子点的存在，异质结构中的有效动态电导率和有效辐射吸收系数远大于体Ge单晶和没有量子点阵列的Ge/Si（001）的相应量。讨论了量子点阵列中吸收增加的可能微观机制。
2011-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Space-filling, multi-fractal, localized thermal spikes in silicon, germanium and zinc oxide
提出了重离子辐照固体团簇发射的机制是热尖峰。基于碰撞级联的理论描述了原子溅射，但不能解释一致观察到的显着团簇发射的实验证据。热尖峰的统计热力学参数在这里采用定性和定量估计的热尖峰诱导的团簇发射从硅，锗和氧化锌。在元素和分子半导体固体的不断发展的级联和尖峰示出具有分形特征。用幂律势计算了原子的分形维数，发现分形维数与幂律势的指数有关。每个照射离子具有引发空间填充、多重分形热尖峰的概率，所述多重分形热尖峰可以通过以取决于相应表面空位的形成能量的相对比率发射团簇来升华表面附近的局部区域。
2018-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
