Two-way photoeffect-like occupancy dynamics in a single (InGa)As quantum dot
我们将单个（InGa）As量子点上的光自旋噪声谱扩展到高磁场中，在高磁场中带正电荷的量子点三电子跃迁的两个光学活性塞曼分支之间的分裂明显大于均匀线宽。在这样的条件下，典型的理论近似的自旋和电荷动力学的去耦一般不再有效，克尔波动显示出显着丰富的失谐依赖的功能，在两个塞曼分支之间的光谱区域。实验数据与扩展理论的比较表明，在高磁场下，典型的俄歇复合可以忽略不计，有利于探针激光诱导的光效应，不仅将常驻空穴从量子点中移出，而且还激活受体结合空穴，从而为空的量子点充电。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall
The Coulomb-interaction-induced breaking of the Aufbau principle for hole charging of InGaAs/GaAs quantum dots
D。Alberter等人，[Phys. Rev. Lett. 94，026808]在量子点的空穴充电谱中，当结果在S/P/D壳层系统的上下文中解释时-对于电子是典型的。我们报道了一个粒子间相互作用引起的Aufbau原理违反的例子，即使它被应用于单粒子Kohn-Luttinger本征态。本文研究了InGaAs/GaAs自组装圆柱形量子点中多个空穴的k-dot-p/组态相互作用。本征能量和本征向量的6个孔基态-以及相应的一个孔轨道职业-和讨论的背景下的Aufbau原则。PACS编号：73.21.La、81.07.Ta、71.70.Gm
2016-02-26 cond-mat.mes-hall
Electronic states of (InGa)(AsSb)/GaAs/GaP quantum dots
对（InGa）（AsSb）/GaAs/GaP量子点的电子结构进行了详细的理论研究。该系统是独特的，因为它同时表现出直接和间接跃迁在实空间和动量空间，并在量子信息技术的应用是有吸引力的，显示出优势相比，广泛研究的（In，Ga）As/GaAs点。我们从${\bf k}\neq 0$和${\bf k}= 0$导带和${\bf k}= 0$价带的限制势的检查，通过${\bf k}$ -间接跃迁的${\bf k}\cdot{\bf p}$计算公式，直到$Γ$ -跃迁的激子结构。在整个过程中，我们比较点的GaP和GaAs衬底上获得的结果，使我们能够直接比较（In，Ga）As/GaAs量子点系统。我们还讨论了量子门的实现。
2019-09-11 cond-mat.mes-hall
Optical characteristics of single wavelength-tunable InAs/InGaAsP/InP(100) quantum dots emitting at 1.55 um
研究了用金属有机物气相外延生长在InP（100）衬底上的InGaAsP衬底上的单个InAs量子点的发光特性。低温显微光致发光光谱显示从单个量子点发射约1550 nm的特征激子-双激子行为，和一个双激子反结合能超过2毫电子伏。温度相关的测量揭示了可忽略的光学声子诱导的激子线的加宽高达50 K，和从激子状态的发射明显持续高于70 K。此外，我们发现没有可测量的极化精细结构分裂的激子状态的实验精度。这些结果对于基于光纤的量子信息和密码系统的可控光子源的发展是令人鼓舞的。
2006-03-31 cond-mat.mes-hall
Bistability of the Nuclear Polarisation created through optical pumping in InGaAs Quantum Dots
我们表明，在单个InGaAs量子点中的电子自旋的光泵浦导致强的核极化，我们通过0和4T之间的磁光致发光实验中的Overhauser位移（OHS）测量。我们发现一个强烈的非单调依赖的OHS上施加的磁场，与中间磁场的最大核极化40%。我们观察到，OHS是更大的反平行于外场的核场比在平行配置。发现了OHS对光注入电子自旋极化依赖的双稳性，并利用一个基于简单微扰方法的模型定性地解释了我们的所有发现。
2006-10-13 cond-mat.mes-hall
High fidelity optical preparation and coherent Larmor precession of a single hole in an InGaAs quantum dot molecule
我们采用超快泵浦-探测光谱与光电流读出直接探测一个单一的，电可调的自组装量子点分子形成的垂直堆叠InGaAs量子点中的一个空穴自旋的动态。使用圆偏振皮秒脉冲在两个点中的一个中初始化具有定义的自旋配置的激子。时间依赖的自旋配置探测所产生的几个费米子复合物的自旋选择性光吸收。利用亚5 ps电子隧穿到另一个点的轨道激发态的优势，我们初始化纯度> 96%的单空穴自旋，即，远高于先前单点实验中所展示的。在横向磁场的测量监测的相干拉莫尔旋进的单孔自旋没有明显的损失自旋相干内的~300 ps的空穴寿命。因此，对于所有研究的磁场，空穴自旋初始化的纯度保持不变。
2012-04-26 cond-mat.mes-hall
Dynamic nuclear polarization in InGaAs/GaAs and GaAs/AlGaAs quantum dots under non-resonant ultra-low power optical excitation
实验研究了InGaAs/GaAs和GaAs/AlGaAs两种中性半导体量子点的动态核自旋极化与非共振光激发功率的关系。我们表明，最近在InP/GaInP量子点中报道的通过光学禁戒（“暗”）激子态的二级复合的核自旋泵浦机制[Phys.Rev.B83，125318（2011）]与本工作中考虑的材料系统相关。在InGaAs/GaAs点中，这种核自旋极化机制特别明显，导致在光激发功率比使基态激子饱和所需的功率小~1000倍时实现的Overhauser位移高达~80微eV。在界面GaAs/AlGaAs点中在低功率光泵浦下观察到的Overhauser位移通常较小（高达~40微eV）。此外，在GaAs/AlGaAs中，我们观察到点到点的变化，甚至符号反转的Overhauser位移，这是由于暗-亮激子混合起源于电子-空穴交换相互作用的对称性降低的点。在超低功率光抽运下的核自旋极化度与共振光抽运或高功率圆偏振光的隙上抽运等技术所获得的结果相当。通过“暗"激子的二阶复合的动态核极化可能成为单量子点应用中的有用工具，其中需要操纵核自旋环境或电子自旋。
2013-06-03 cond-mat.mes-hall
Dark-bright excitons mixing in alloyed InGaAs self-assembled quantum dots
量子点可以说是光学可访问的基于自旋的量子比特的最佳平台之一。扩展量子位存储时间的首要需求可以通过使用量子点限制的暗激子来满足：具有平行自旋的长寿命电子空穴对。尽管它的名字是暗激子，但它的发光很弱，可以直接测量。这种旋光性的起源在很大程度上仍未被探索。在这项工作中，使用原子紧束缚方法结合组态相互作用的方法，我们证明了原子尺度的随机性强烈影响暗激子的振子强度限制在自组装的圆柱形InGaAs量子点，无需刻面或形状伸长。我们表明，这一过程是由两种机制介导的：混合暗和亮的配置交换相互作用，以及同样重要的外观的非零光学过渡矩阵元素，否则对应于名义上禁止过渡在非合金的情况下。合金的随机性对亮激子态和暗激子态的能量、发射强度和偏振角都有重要影响。我们的结论是，由于原子尺度的合金随机性，找到所需的暗激子特性的点可能需要探索一个大的合奏，类似于如何选择低亮激子分裂的点纠缠产生。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall
Probing spin relaxation in an individual InGaAs quantum dot using a single electron optical spin memory device
我们演示了在单个自组装InGaAs量子点中的全光电子自旋初始化、存储和读出。利用单点电荷存储器件，我们在超过40μs的长时间尺度上监测单个电子的弛豫。在量子点中选择性地产生单个电子是通过共振光激发和随后的部分激子电离来执行的;空穴从量子点中被去除，而电子保持被存储。当受到施加在法拉第几何的磁场，我们展示了如何自旋的电子可以准备与极化高达65%，简单地通过控制施加到栅电极的电压。在生成之后，电子自旋在使用自旋到电荷转换技术的全光学实现方式读出之前被存储在量子点中，由此电子的自旋投影被映射到量子点的更鲁棒的电荷状态上。在自旋到电荷转换之后，通过泵浦发光再循环跃迁来重复测试点的电荷状态以获得强读出信号。结合使用快速光脉冲或微波脉冲的自旋操纵，这为在长时间尺度上探测单个自组装量子点中的自旋相干性和开发相干自旋控制的最佳方法提供了理想的基础。
2010-09-01 cond-mat.mes-hall
Acoustically regulated optical emission dynamics from quantum dot-like emission centers in GaN/InGaN nanowire heterostructures
我们报道了声表面波对GAN/InGaN纳米线量子点光发射动力学影响的实验研究。我们采用频闪光学激发与时间积分或时间分辨的光致发光检测。在没有声波的情况下，发射光谱揭示了起源于被探测的纳米线量子点中的中性激子和双激子的复合的特征。当纳米线受到传播的声波的扰动时，嵌入的量子点会产生周期性的应变，其激子跃迁会受到声-机耦合的调制。根据所涉及的光学跃迁的复合寿命，我们可以解决声学驱动的辐射过程在时间尺度上定义的声学周期。在高声学振幅下，我们还观察到传输的声波波形中的失真，这反映在我们的传感器量子点的时间相关的光谱响应中。此外，在激子和双激子发射的时间衰减期间观察到的相关强度振荡表明声压电场对量子点电荷布居的影响。目前的结果是相关的动态光谱和时间控制的光子发射在III族氮化物半导体异质结构。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Measurement of heavy-hole spin dephasing in (InGa)As quantum dots
我们用自旋噪声谱测量了自组装（InGa）As量子点中空穴的自旋退相。尽管价带态具有p-型对称性，但局域空穴与核自旋浴之间仍表现出明显的超精细相互作用。实验结果表明，自旋弛豫时间τ_{fast}^{hh}为27 ns，而自旋弛豫时间τ_{slow}^{hh}比自旋弛豫时间τ_{fast}^{hh}长一个数量级。这两个时间是由于重洞自旋垂直和平行于随机核磁场对齐。强度相关的测量和数值模拟表明，长弛豫时间仍然被掩盖的光吸收，尽管低激光强度和大失谐。非共振光吸收导致自旋噪声信号的抑制，这是由于第二空穴的产生导致空穴自旋极化消失。
2012-01-02 cond-mat.mes-hall
Exchange interaction-driven dynamic nuclear polarization in Mn-doped InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究了单个自组装InGaAs/GaAs量子点中的光自旋取向和动态核极化（DNP），其中Mn原子是一种磁性杂质，为中性受主A $^0$提供了有效的自旋$J=1$。我们发现在这种量子点中光生电子的自旋可以通过准共振圆极化激发有效地取向。然而，对于通过补偿与A $^0$的交换相互作用$Δ_e$的磁场而准简并的电子自旋能级，由于交换的各向异性部分而存在完全去极化。尽管如此，在大多数研究的量子点中，自旋极化的光电子产生明显的DNP，其随着纵向磁场而生长，直到临界场，在临界场处其突然消失。对于某些量子点，在不同的磁场下观察到这种DNP序列的几个副本。这种惊人的行为定性讨论的结果，不同的交换相互作用所经历的电子，驱动DNP率通过电子-核自旋触发器的能量成本。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Fast high fidelity hole spin initialization in a single InGaAs quantum dot
我们证明了通过施加平行于生长方向的磁场，在保真度F>99%的InGaAs量子点中捕获的单个空穴自旋的快速初始化。我们表明，保真度的空穴自旋，制备的光生电子-空穴对的电离，是有限的激子自旋由于各向异性交换相互作用的进动。
2010-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Multiple Rabi rotations of trions in InGaAs quantum dots observed by photon echo spectroscopy with spatially shaped laser pulses
我们研究了自组装InGaAs量子点系综中强度依赖的光子回波中产生的拉比旋转。为了实现一个均匀的强度分布内的激发合奏，我们引入平顶强度分布的皮秒激光脉冲。这使我们能够克服拉比旋转的阻尼所施加的拉比频率的空间不均匀性的高斯激光分布。利用光子回波偏振仪，我们区分了激子和氚子系综的相干光学响应。在这里，我们证明了量子点的光致充电导致在共振激发下的中性量子点的数量显着减少，具有超过$\fracπ{2}$的区域的强光脉冲。当重聚焦脉冲的面积增加到5.5 $π$时，trion系综显示出稳健的拉比旋转。我们分析了剩余的拉比旋转衰减的理论模型的激发诱导退相，不均匀性的偶极矩，耦合到声学声子。后者被确定为主导机制，导致在所涉及的光脉冲的行动过程中的光学相干性的损失。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of strain-dependent optical absorption in Stranski-Krastanov grown InAs/InGaAs/GaAs/AlGaAs quantum dots
本文对自组装量子点的光吸收进行了详细的理论研究。一个严格的原子应变模型，以及一个复杂的电子能带结构模型，用于确保在这些设备中的光学跃迁的准确预测。本文提出的优化模型能够重现的误差小于1 $\%$的实验结果。研究了入射光偏振态、合金摩尔分数、量子点尺寸和掺杂等因素对量子点的影响。面内偏振光吸收比垂直偏振光吸收更显著。增加应变控制层的摩尔分数导致较低的能隙和较大的吸收波长。令人惊讶的是，吸收波长对点直径的变化高度敏感，但对点高度的变化几乎不敏感。通过对影响光跃迁能量的各种因素的敏感性分析，解释了这种不可预测的行为。
2015-02-26 cond-mat.mes-hall
Hexagonal network of photocurrent enhancement in few-layer graphene/InGaN quantum dot junctions
本文通过扫描光电流显微镜研究应变少层石墨烯/InGaN量子点结，发现光电流显著增强并呈现有序六角网络，揭示挠曲电效应诱导横向内建电场促进电子-空穴分离的机制，为应变二维材料的光电器件应用提供新思路。
2024-08-02 cond-mat.mes-hall
Tuning exciton and biexciton transition energies and fine structure splitting through hydrostatic pressure in single InGaAs quantum dots
我们表明，激子和双激子发射能量以及激子精细结构分裂（FSS）在单个（In，Ga）As/GaAs量子点（QD）可以有效地调整使用流体静压原位在光学低温恒温器在高达4.4 GPa。最大激子发射能移高达380 meV，FSS高达180 $μ$ eV。我们成功地在量子点中产生了双激子反结合-结合跃迁，这是从双激子发射的级联产生颜色和偏振不可区分的光子对并通过时间重排方案产生纠缠光子的关键实验条件。我们进行原子赝势计算现实的（In，Ga）As/GaAs量子点，以了解流体静压引起的影响的物理机制。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall
A carrier relaxation bottleneck probed in single InGaAs quantum dots using integrated superconducting single photon detectors
利用集成的超导单光子探测器，我们探测了嵌入在GaAs脊形波导中的单个自组装InGaAs量子点中的超慢激子捕获和弛豫动力学。时间分辨的发光测量与芯片上和芯片外检测显示连续减少的载流子弛豫时间从1.22 $\pm$ 0.07 ns到0.10 $\pm$ 0.07 ns时，增加非共振注入的载流子的数量。通过比较片外时间分辨光谱与光谱集成的片上测量，我们确定所观察到的动态上升时间（$τ_r$）所产生的在低激发水平的弛豫瓶颈。从与单激子跃迁的时间动力学与片上发射信号的比较，我们得出结论，弛豫瓶颈是规避的存在下的载流子占据状态的散装材料和二维润湿层连续。观察到的上升时间的特征-2/3幂律的依赖性，这表明在量子点和二维润湿层连续体中捕获的载流子之间的Auger型散射，其绕过了声子弛豫瓶颈。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall
Quasiresonant Excitation of InP/InGaP Quantum Dots Using Second Harmonic Generated in a Photonic Crystal Cavity
不可分辨的单光子是量子信息处理应用所必需的。单量子点的共振或准共振激发比非相干泵浦提供更大的单光子不可逆性，但在实验上也更具挑战性。在这里，我们展示了高信噪比准共振激发的InP/InGaP量子点。激发是通过从与光子晶体腔的基模谐振的电信波长激光器产生的二次谐波提供的，所述光子晶体腔在两倍于量子点跃迁波长处制造。使用InGaP材料基质的χ（2）非线性产生二次谐波。
2012-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Site-controlled InGaN/GaN single-photon-emitting diode
我们报告单光子发射从电驱动的位置控制的InGaN/GAN量子点，从平面发光二极管结构包含一个InGaN量子阱使用自上而下的方法制造。每个单光子发射二极管的位置、尺寸和高度都通过光刻控制，为芯片级集成提供了极大的灵活性。
2016-02-07 cond-mat.mes-hall
Carrier dynamics in site- and structure-controlled InGaN/GaN quantum dots
我们报告的载流子动力学在InGaN/GAN盘线量子点精确控制的位置和结构参数，包括直径，厚度和材料成分。在10 K ~ 120 K温度范围内，测量了直径为19 nm ~ 33 nm的量子点的时间积分谱、时间分辨谱和二阶关联函数。结构参数的小波动的影响，最重要的是量子点的厚度，对光学性质的影响，也通过许多单个量子点的多个光学性质之间的统计相关性。我们发现，在一个单一的点的应变诱导极化场和应变弛豫在侧壁形成一个势垒，以保护激子到达侧壁表面。然而，激子可以通过两种机制克服这个势垒并在表面非辐射地复合：量子力学地隧穿势垒和通过获得足够的热能跳过势垒。前（后）种机制是温度不敏感（敏感）的，在低（高）温下占主导地位的非辐射激子衰减。我们还发现，尽管在结构参数的良好的均匀性，所有的光学性能仍然表现出不均匀性从点到点。然而，所有这些不均匀性可以通过简单地改变势垒高度来建模，这也解释了所有光学特性之间观察到的相关曲线。最后，我们发现双激子与激子的量子效率比，决定了多光子发射的概率，可以通过调节势垒高度和温度来调节，这表明了一种新的方式来实现在高温下的单光子发射。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Lifetime measurements (T1) of electron spins in Si/SiGe quantum dots
我们观察到自旋为1/2的Si/SiGe耗尽型多电子量子点的塞曼分裂激发态，并测量了它在高达2 T的磁场中的自旋弛豫时间T1。使用一种新的步进和到达技术，我们已经实验验证了g值为2.0 +/- 0.1所观察到的塞曼双重峰。我们还测量了InGaAs量子点中单电子和多电子自旋的T1。对于相当的磁场强度，Si/SiGe系统的寿命明显长于InGaAs点的寿命，但在足够低的磁场下（Si < 1 T，InGaAs < 0.2 T），两者都接近1秒。
2009-08-03 cond-mat.mes-hall
Strong enhancement of heavy-hole Landé factor $q$ in InGaAs symmetric quantum dots revealed by coherent optical spectroscopy
本研究通过相干光谱发现对称自组装(In,Ga)As/GaAs量子点中价带翘曲导致大面内重空穴$g$因子，其影响超过重轻空穴混合机制，该效应产生的均匀磁场诱导光学各向异性为自旋量子器件实现提供前提。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Excitonic complexes in MOCVD-grown InGaAs/GaAs quantum dots emitting at telecom wavelengths
据此，我们提出了一个全面的实验和理论研究的激子复合物的电子结构和光学性质的应变工程InGaAs/GaAs量子点（QD）生长的金属有机化学气相沉积和发射在1300 nm的电信窗口。单量子点属性已被实验确定为一些纳米结构的激发功率依赖性和偏振分辨microphotoluminescence的装置，并进一步采用8带kp理论结合配置相互作用方法的限制态计算的结果进行比较。激子复合物的起源已被证实的基础上的磁光和相关光谱研究。理解结构参数和组成（QD本身以及在相邻的应变减小层中）的影响允许区分它们中的哪些对于控制发射波长以实现电信光谱范围或影响基本激子复合物的结合能是至关重要的。所获得的结果提供了更深层次的知识控制和限制的调查结构在良好的光谱隔离的个人光学跃迁和空间限制，是至关重要的，鉴于量子点的应用在电信波长的高纯度的单光子源。
2019-08-11 cond-mat.mes-hall
Physical properties of highly uniform InGaAs pyramidal quantum dots with GaAs barriers: Fine structure splitting in pre-patterned substrates
InGaAs量子点嵌入GaAs势垒中，生长在7 μm边的倒四面体凹槽中，在发射的均匀性和光谱窄度方面表现出有趣的特性。本文对精细结构分裂进行了研究。对大约40个单量子点的研究揭示了两个要点：（1）该参数的值在点与点之间非常相似，再次证明了金字塔QD性质的均匀性，（2）在所研究的样品中，几乎没有机会找到具有自然零分裂的点，但是所发现的值（平均值为13 μeV）应该总是保证利用某种校正技术（例如，施加小磁场）恢复简并的能力。
2011-04-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
On the optical Stark effect of excitons in InGaAs prolate ellipsoidal quantum dots
本文研究了InGaAs长椭球量子点在与电子量子化能级共振的强泵浦激光作用下的激子吸收谱。我们用重整化波函数理论得到的结果表明，在适当的条件下，初始激子吸收峰分裂为两个新峰，这是激子三能级光学斯塔克效应存在的证据。我们提出了一个解释的起源的效果，以及调查的效果的泵浦场能量，尺寸和量子点的几何形状上的效果特性。与在球形量子点中获得的结果的比较意味着量子结构的几何形状的重要作用，当我们检查这种效果。
2021-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Suppression of nuclear spin fluctuations in an InGaAs quantum dot ensemble by GHz-pulsed optical excitation
在横向磁场中，利用重复频率为1GHz的周期性光激发，研究了单电荷（In，Ga）As/GaAs量子点系综的相干电子自旋动力学.尽管电子$g$因子具有很强的不均匀性、光学跃迁的光谱扩展以及核自旋波动的广泛分布，但我们能够将整个激发自旋系综推入与激光器相当的单个拉莫尔旋进模式。重复频率。此外，我们表明，从探测光跃迁的泵浦脉冲的光失谐诱导定向动态核极化，并导致离散化的总磁场作用于电子系综。最后，我们表明，高度周期性的光激发可以用作通用工具，强烈减少核自旋波动和准备一个强大的核环境，随后操纵的电子自旋，也在不同的操作频率。
2021-04-19 cond-mat.mes-hall
Charged excitons and biexcitons in laterally coupled InGaAs quantum dots
本文给出了激子、正、负三重子（X \pm）、正、负四重子（X 2 \pm）和双激子的原子经验赝势计算和组态相互作用的结果。所研究的结构是在横向电场下嵌入GaAs中的横向排列的InGaAs量子点分子。激子相当简单的能量在带电准粒子的情况下变得更加复杂，但仍然容易处理。负三振子谱在目前可用的场范围内显示四个反交叉，而正三振子显示两个。反交叉的幅度揭示了载流子隧穿过程中的多体效应，这应该是实验上可以达到的。
2010-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-Gate Accumulation-Mode InGaAs Quantum Dot with a Vertically Integrated Charge Sensor
我们报道了一个由单栅电极控制的少电子量子点的制备和表征。我们的器件采用双量子阱设计，其中掺杂控制下阱的占用，而上阱在自由表面下保持空的。一个小的空气桥栅极接触表面，并正偏置，以吸引横向限制的电子进入上阱。这个积累模式点和较低的井之间的电子隧穿检测使用量子点接触（QPC），位于稍微偏离点栅极。点的电荷状态通过监测夹断附近的QPC的差分电压来测量。观察到从N=0开始的加成谱作为栅极电压的函数。单电子直流灵敏度被确定为高达8.6%，导致信噪比约为9：1，等效噪声带宽为12.1 kHz。与零到一个电子跃迁相关的随机电报信号的分析允许测量单电子点的填充和空状态的寿命：分别为0.38 ms和0.22 ms，对于在两个阱之间具有10 nm AlInAs隧道势垒的器件。
2009-10-19 cond-mat.mes-hall
Single Photon Emission from Site-Controlled InGaN/GaN Quantum Dots
从位置控制的InGaN/GAN量子点中观察到单光子发射。单光子性质的发射被验证的二阶关联函数高达90 K，最高的温度到目前为止的站点控制的量子点。对单个量子点的显微光致发光研究表明，线性偏振的单激子发射寿命为几纳秒。这些量子点的尺寸被很好地控制到最先进的制造技术的精度，这反映在它们的光学特性的均匀性上。光学活性量子点的产率大于90%，其中13%-25%的量子点在10 K下表现出单光子发射。
2013-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum Efficiency and Oscillator Strength of InGaAs Quantum Dots for Single-Photon Sources emitting in the Telecommunication O-Band
我们展示了基于时间分辨光致发光光谱来确定InGaAs量子点（QD）的振子强度（OS）和内量子效率（IQE）的实验结果。使用应变减小层（SRL），这些量子点可以用于制造在电信O波段发射的单光子源（SPS）。如J.Johansen等人在Phys.Rev.B77，073303（2008）中针对在低于1 $μ$ m的波长下发射的InGaAs QD提出和应用的，通过确定在QD位置处的光态密度变化下的辐射和非辐射衰减速率来评估OS和IQE。为了这个目的，我们进行测量的QD样品上的不同厚度的覆盖层实现了一个受控的湿化学蚀刻过程。从数值模拟的辐射和非辐射衰减率依赖于覆盖层的厚度，我们确定的OS为24.6 $\pm$ 3.2和高IQE约（85 $\pm$ 10）%的长波长InGaAs量子点。
2021-06-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Surface acoustic wave modulation of single photon emission from GaN/InGaN nanowire quantum dots
片上量子信息处理需要可控的量子光源，其可以按需高速操作，并且具有原位控制光子发射波长及其光学偏振性质的可能性。在这里，我们报告的动态控制的光发射从核-壳GAN/InGaN纳米线（NW）异质结构使用射频表面声波（SAW）。SAW被激发的表面上的一个压电的锂离子酸盐晶体配备了SAW延迟线，其上的NW被机械转移。发光量子点（QD）类激子局域化中心诱导的InGaN纳米壳层内的成分波动，确定使用频闪显微光致发光（micro-PL）光谱。它们表现出狭窄的，几乎完全线性偏振的发射线的微PL光谱和一个显着的反聚束签名的单光子发射的光子相关实验。当纳米线被传播的SAW扰动时，嵌入的QD被周期性地应变，并且其激子跃迁被声-机械耦合调制，从而在~330 MHz的声学频率下在~1.5 meV带宽内产生光谱微调。该结果可以进一步与光谱检测滤波相结合，用于发射光子的时间控制。观察到SAW压电场对量子点电荷布居和光偏振度的影响。相对于其他控制方案，声光电的优点在于其允许在宽频率范围（高达GHz频率）上原位操纵光发射特性。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall
Buried Stressor Engineering for Position-Controlled InGaAs Quantum Dots with Local Density Variation for Integrated Quantum Photonics
Masaryk University（马萨里克大学）
通过埋藏应力器方法实现位控制InGaAs量子点的单片两步外延生长，实现精确位置和不同密度的量子点成核，为集成量子光子学应用提供新途径。
2026-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-quality single InGaAs/GaAs quantum dot growth on a CMOS-compatible silicon substrate for quantum photonic applications
本文通过GaP缓冲层和缺陷减少层在硅上直接异质外延生长高质量InGaAs量子点，实现与CMOS兼容的量子光子器件，展现出优异的光学特性、多光子抑制、高光子不可分辨性及提取效率。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Sub-Kelvin optical thermometry of an electron reservoir coupled to a self-assembled InGaAs quantum dot
我们展示了如何在自组装量子点的三子光学跃迁的共振激光光谱可以用来确定附近的电子库的温度。在有限磁场下，塞曼分裂量子点电子基态的自旋态占据是由通过共隧穿与电子库的热化控制的。利用共振光谱的相应激发态的三振子，我们映射出自旋占据作为磁场的函数，建立光学测温的电子库。我们展示了该技术在亚开尔文温度范围内的实施，它是最敏感的，电子温度不一定由低温恒温器的基础温度。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonon induced Rabi frequency renormalization of optically driven single InGaAs/GaAs quantum dots
我们研究光驱动拉比旋转的量子点激子跃迁之间的5和50 K，和脉冲面积高达$14π$。在高驱动场区，拉比旋转的衰减是非单调的，周期随脉冲面积减小而随温度增大。通过比较的激子-声子相互作用的弱耦合模型的实验，我们表明，所观察到的拉比频率的重整化诱导的纵向声学声子的浴中的波动，一种效果，这是一个声子类比的兰姆位移。
2010-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal stability of emission from single InGaAs/GaAs quantum dots at the telecom O-band
本文研究InGaAs/GaAs量子点在电信O波段的发射热稳定性，发现俘获空穴增强三重态发光，50K下单光子纯度达0.13，为高温单光子源提供前景。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall
Atomistic analysis of the impact of alloy and well-width fluctuations on the electronic and optical properties of InGaN/GaN quantum wells
我们对$\text{In}_{0.25}\text{Ga}_{0.75}$ N/GAN量子阱的电学和光学性质进行了原子论的描述。我们的分析占波动的井宽，当地的合金成分，应变和内置场波动以及库仑效应。在InGaN随机合金量子阱中发现了一个强的空穴和弱得多的电子波函数局域化。计算结果表明，虽然电子态主要由阱宽涨落局域化，但空穴态已经由随机合金涨落局域化。这些局域效应显著影响量子阱的光学性质，导致最低带间跃迁能量的强烈非均匀加宽。我们的结果与实验文献数据进行了比较。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall
Epitaxial growth and characterization of multi-layer site-controlled InGaAs quantum dots based on the buried stressor method
本研究利用埋入式应力源法制备多层位点可控InGaAs量子点，通过应变工程实现发射能分离与密度提升，堆叠三层后光强增至三倍、非均匀展宽降20%，可推动高性能光子器件与微激光器发展。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Few-electron quantum dots in III-V ternary alloys: role of fluctuations
本文对化学束外延生长的InGaAs/InP和InAsP/InP量子阱结构中栅量子点的电子输运性质进行了实验研究。对于InGaAs量子阱的情况，由于电势波动，量子点直接在窄栅电极下方形成。我们测量了单个量子点在少电子区的库仑阻塞金刚石，并在微波辐射下观察到光子辅助隧穿峰。在高磁场下观察到单重态-三重态跃迁和量子霍尔区的库仑阻塞效应。对于InAsP量子阱，偶然的三重量子点的形式也是由于在一个单点布局内的潜在波动。通过传输测量观察到可调四极点。
2010-12-09 cond-mat.mes-hall
Ultrafast Green Single Photon Emission from an InGaN Quantum Dot-in-a-GaN Nanowire at Room Temperature
本研究采用PAMBE方法将InGaN量子点直径减小至激子玻尔半径以实现强横向限制并抑制内置电势，成功在室温下实现波长561 nm的超快绿色单光子发射，二阶相关函数低至0.11，载流子寿命775 ps。
2023-11-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent spectroscopy of a single Mn-doped InGaAs quantum dot
研究对单个空穴充电的Mn掺杂InGaAs量子点形成的三能级类V系统进行连续波相干光谱，观测到Autler-Townes分裂，并基于光学Bloch方程揭示量子干涉与自旋纯退相率。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical and electronic properties of symmetric InAs/InGaAlAs/InP quantum dots formed by a ripening process in molecular beam epitaxy: a promising system for broad-range single-photon telecom emitters
本研究通过实验和理论，展示了分子束外延熟化法生长的对称InAs/InGaAlAs/InP量子点具有宽谱发射和长寿命，是宽范围单光子电信发射器的理想系统。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall
Ultrafast, polarized, single-photon emission from m-plane InGaN Quantum Dots on GaN nanowires
我们展示了嵌入在GAN纳米线侧壁上的自组装m面InGaN量子点（QD）的单光子发射。结合电子显微镜，阴极射线发光，时间分辨微PL和光子自相关实验给出了一个全面的量子点的结构和光学性能的评估。量子点在100 K温度下表现出反聚束发射，在5 K温度下测得的自相关函数为g^2（0）= 0.28（0.03）。对统计上显著数量的QD的研究表明，这些m-平面QD表现出非常快的辐射寿命（260 +/-55 ps），这表明比先前报道的任何c-平面和a-平面QD都更小的内部场。此外，观察到的单光子几乎完全线性偏振，垂直于晶体学c轴，线性偏振度为0.84 +/- 0.12。这种InGaN量子点纳入纳米线系统满足许多要求的实施到量子信息系统，并可能打开大门，全新的设备概念。
2016-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Biexciton recombination rates in self-assembled quantum dots
量子点中相互作用的电子-空穴对的辐射复合率受量子点中电子和空穴之间的量子关联的强烈影响。最近测量的双激子复合率在单一的自组装量子点已经发现的值跨越从两倍的单激子复合率的值远低于激子衰减率。本文发展了一种费曼路径积分公式，用于计算考虑热效应和多体效应的复合率。使用实空间蒙特卡罗积分，路径积分表达式的InGaAs/GaAs，CdSe/ZnSe，和InP/InGaP点的现实三维模型进行评估，包括各向异性的有效质量。根据大小，典型的点的辐射率位于强约束和中间约束之间的区域。结果比较有利的最近的实验和相关的点系统的计算。使用不相关的基组的配置相互作用计算被发现是严重限制在计算衰变率。
2005-12-23 cond-mat.mes-hall
Quantitative Excited State Spectroscopy of a Single InGaAs Quantum Dot Molecule through Multi-million Atom Electronic Structure Calculations
利用原子电子结构计算方法研究了单个InGaAs量子点分子中电子态的相干点间耦合。实验观察到的激子光谱[12]被定量再现，并且基于先前验证的原子紧束缚模型识别正确的能态。扩展设备在空间中明确表示为1500万个原子结构。提出了一种激发态光谱技术，利用外加电场扫描探测双量子点分子中一个量子点与另一个量子点的电子能级（电子或空穴）通过反交叉形成的阶梯。该技术可以应用于估计量子点分子内部的空间电子-空穴间距以及逆向工程量子点几何参数，例如量子点间隔。晶体形变引起的压电效应在文献中已经被讨论为电子激发态（P和D）的微扰提升简并，从而影响III-V族异质结构（例如单个InAs/GaAs量子点）的波函数瓣的偏振对准。与此相反，这项工作证明了至关重要的压电解决的对称性和能量的激发态，通过匹配实验测量的光谱在InGaAs量子点分子的影响下的电场。首次研究了量子点分子的线性和二次压电效应，并证明了其重要性。净压电贡献被认为是关键的，在确定正确的能谱，这是在最近的研究报告消失净压电贡献。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph quant-ph
NoN analyticity of Hanle effect at zero magnetic field in a quantum dot
用简单的四能级模型描述了InGaAs量子点中Hanle效应的非解析行为。尽管该模型简单，但它可以解释零磁场下观察到的汉勒曲线的断裂，并获得与实验定量一致。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall
On the importance of antimony for temporal evolution of emission from self-assembled (InGa)(AsSb)/GaAs quantum dots on GaP(001)
了解纳米结构的载流子动力学是开发和优化新型半导体纳米器件的关键。本文利用非共振能量和温度调制的时间分辨光致发光研究了（InGa）（AsSb）/GaAs/GaP量子点的光学性质和载流子动力学。研究这种材料系统是重要的，鉴于正在进行的实施，这样的量子点的纳米存储器件。我们的一组结构包含一个单一的量子点层，量子点过度生长的GaSb覆盖层，和单独的GaAs量子阱，分别。理论分析模型使我们能够辨别周围的发射能量为1.8 eV的GaAs量子阱和GaP衬底的共同的光谱特征。我们观察到I型发射与复合时间在2 ns和10 ns之间的量子点，向较低的能量增加。该分布表明动量直接和间接量子点跃迁共存。此外，基于相当大的可调谐性的点取决于Sb掺入，我们建议利用它们作为量子光子源嵌入在互补金属氧化物半导体（CMOS）平台，因为GaP几乎晶格匹配的Si。最后，我们的分析证实了性质的泵浦功率蓝移的发射起源于带电背景诱导的波函数拓扑结构的变化。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin dynamics of quadrupole nuclei in InGaAs quantum dots
在横向磁场（Hanle效应）中，研究了（In，Ga）As/GaAs自组装量子点样品在激发光偏振态从几Hz到几十kHz的慢调制下的光致发光偏振特性。极化反映了量子点中强耦合电子-核自旋系统的演化。强烈的修改下的调制周期的变化的汉勒曲线是由于四极核的自旋动力学的特性，由于量子点中的晶格的变形，其状态被分裂。在考虑由+/-12核自旋态决定的核场BNd和由分裂态+/-3/2，+/-5/2等决定的核场BNq的单独动力学的唯象模型框架内完成了Hanle曲线的分析。发现核场BNd的特征弛豫时间为0.5s量级，而场BNq的弛豫快三个数量级。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-injection and spin-relaxation in p-doped InGaAs/GaAs quantum-dot spin light emitting diode at zero magnetic field
报道了p型掺杂InGaAs/GaAs量子点自旋发光二极管在零磁场下的有效自旋注入。在100 K温度范围内，测量到了高的电致发光圆偏振度（Pc）~19%.这一结果是由于垂直磁化的CoFeB/MgO自旋注入器允许有效的自旋注入和适当的p型掺杂的InGaAs/GaAs量子点层在有源区中的组合。通过分析电致发光圆极化的偏压和温度依赖性，我们证明了一个两步自旋弛豫过程。第一步发生在电子隧穿MgO势垒并穿过GaAs耗尽层时。自旋弛豫由与电子的动能有关的Dyakonov-Perel机制控制，其特征在于偏压依赖的Pc。第二步发生在电子在与空穴辐射复合之前被捕获到QD中时。Pc的温度依赖性反映了温度诱导的量子点掺杂的修改，连同量子点内部的载流子寿命和自旋弛豫时间之间的比率的变化。理解这些自旋弛豫机制对于提高自旋LED在未来室温下零外加磁场下的自旋光电应用的性能是至关重要的。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Complex optical signatures from quantum dot nanostructures and behavior in inverted pyramidal recesses
本文研究了在（111）B取向的GaAs衬底上生长的InGaAs异质结的结构和光学性质。首先，组成的限制势垒材料（GaAs在这项工作中）和它的生长温度被示出的一些关键参数，确定的主要量子点的属性，包括非平凡的发射能量依赖性，激子图案和不寻常的光致发光能量排序的InGaAs集成纳米结构。其次，在我们的结构中，在众所周知的结构（一个量子点和三个横向量子线和量子阱）旁边，证明了以前未识别类型的InGaAs纳米结构-三个角量子点的形成。研究结果表明，金字塔量子点系统的复杂性，强烈依赖于样品的设计，这应该考虑在新设计的实验项目中选择高度对称（中心）量子点。
2014-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic limit to electron spin coherence in InGaAs quantum dots featuring strain-induced nuclear dispersion
限制在自组装量子点中的单个电子的塞曼分裂自旋态提供了光学可访问的自旋量子比特。对于III-V族材料，固态主体的核自旋提供了固有的噪声源，导致电子自旋退相时间为几纳秒。虽然在低磁场的电子自旋动力学的综合研究最近已经进行，什么限制在这些系统中的电子相干性仍然不清楚，部分原因是由于测量引起的动态极化的核浴的主导作用。我们发展了一种在不影响核环境的情况下获取量子点自旋态的全光学方法。我们使用这种方法来实现哈恩回波解耦，并达到由非均匀应变场耦合到核浴的四极矩的相干设置的内在限制。这些结果表明，电子自旋相干性的扩展超过这几微秒的限制，有必要减少应变诱导的四极加宽在这些材料。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Telecom wavelength single-photon emission from quasi-resonantly excited InGaSb/AlGaSb quantum dots
Optoelectronics Research Centre, Physics Unit, Tampere University（坦佩雷大学光电研究中心物理系）；Institute for Advanced Study, Tampere University（坦佩雷大学高级研究院）；VEXLUM Oy（VEXLUM公司）；Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）；Department of Experimental Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学实验物理系）
本研究通过结合抗imony基材料与滴蚀纳米孔技术，实现了1500nm波长的单光子发射，展示了InGaSb量子点在电信窗口的应用潜力，揭示了其激子精细结构。
2026-03-27 cond-mat.mes-hall
Thin-Film InGaAs Metamorphic Buffer for telecom C-band InAs Quantum Dots and Optical Resonators on GaAs Platform
GaAs基材料系统以实现具有优异光学特性的InAs量子点（QD）而闻名。然而，这些点通常以约900 nm的波长发射。插入变形缓冲层（MMB）可以将发射转移到以1550 nm为中心的技术上有吸引力的电信C波段范围。然而，普通MMB设计的厚度限制了它们与大多数光子谐振器类型的兼容性。在这里，我们报告的MOVPE生长的一种新型的InGaAs MMB的非线性铟含量梯度分布，旨在最大限度地提高最小的层厚度内的塑性松弛。沉积在该薄膜MMB上的InAs量子点在1550 nm处的单光子发射被证明。通过纳米结构技术将其集成到靶心腔中，证明了新设计的优势。量子点/MMB结构的外延生长的进展形成了高质量的电信非经典光源作为光子量子技术的关键组成部分的制造的基础。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
