Correlation between Quantum Conductance and Atomic Arrangement of Silver Atomic-Size Nanowires
我们研究了热效应对机械拉伸产生的原子尺寸的银纳米线的结构和输运响应的影响。我们的研究涉及时间分辨原子分辨率透射电子显微镜成像和量子电导测量使用超高真空机械可控断裂结。我们已经观察到在不同温度（150和300 K）下产生的银纳米线的电导和结构性质的急剧变化。通过结合电子显微镜图像，电子输运测量和量子输运计算，我们已经能够获得一个一致的导电性和Ag纳米线的结构特性之间的相关性。特别地，我们的研究揭示了沿着（001）晶体学方向的亚稳态矩形棒状Ag线（3/3）的形成，其形成被增强。这些结果说明了分析金属原子尺寸导线的结构和量子电导行为的高度复杂性;此外，它们揭示了由于机械行为的根本性修改，在不同温度下进行的NW电导实验非常难以比较。
2012-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph quant-ph
Single plasmon transport in one dimensional nanowire
Université Bourgogne Europe, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ICB UMR 6303（勃艮第欧洲大学，法国国家科学研究中心，勃艮第卡诺跨学科实验室）；Université Marie et Louis Pasteur, CNRS, Institut FEMTO-ST UMR 6174（玛丽和路易·巴斯德大学，法国国家科学研究中心，FEMTO-ST研究所）
提出统一理论框架，结合量子化电磁格林张量与有效非厄米哈密顿模型，研究一维纳米线中单等离激元输运，分析多发射器系统对反射透射谱的优化，实现低至2%的透射率和耦合损耗降低至三分之一。
2026-06-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Increasing the photon collection rate from a single NV center with a silver mirror
在追求实现量子光网络的过程中，已经研究了大量不同的方法来实现按需的单光子源。这些方法的共同目标是在保持高信噪比的同时，将来自量子发射器的所有发射收集到单个空间光学模式中。在这项工作中，我们使用一个单一的氮空位中心在金刚石作为量子发射器在环境条件下工作，我们证明了增加的光子计数率高达1.76的一个因素，通过放置银镜制造的光纤端面附近的发射器。
2014-06-16 physics.optics quant-ph
Tunable narrow band source via the strong coupling between optical emitter and nanowire surface plasmons
通过降低耦合到传播表面等离子体的二能级发射体的耦合强度，可以在一定程度上使谱宽变窄。但由于发射体的自发发射使光子损失到系统外，不能再进一步缩小宽度。本文提出了一种利用一维波导与三能级辐射源耦合的窄带光源的新方案。结果表明，反射谱宽度可以被缩小，避免了损失的影响。这种方法开辟了等离子体超窄单光子源的可能性。
2014-12-30 physics.optics quant-ph
Coupling emission from single localized defects in 2D semiconductor to surface plasmon polaritons
类原子发射体与表面等离子体激元的耦合提供了一条通向显著的光学非线性的路径，这在量子信息处理和量子网络中是必不可少的。大的耦合强度要求发射器在等离子体结构的表面附近的纳米级定位精度，这是具有挑战性的。我们证明了在钨二硒化物（WSe2）单层自对准的银纳米线的表面等离子体激元模式的单个局部缺陷的耦合。银纳米线在重叠区域处的单层上诱导应变梯度，导致形成固有地接近表面等离子体的局部缺陷发射位点。我们测量的耦合效率的下限为39%，从发射器到等离子体模式的银纳米线。该技术提供了一种实现等离子体结构与2D半导体的局部缺陷之间的有效耦合的方法。
2017-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coupling Quantum Emitters in WSe2 Monolayers to a Metal-Insulator-Metal Waveguide
将单光子发射器耦合到表面等离子体激元为芯片上量子光子学提供了通用的基础。然而，实现良好的耦合效率需要发射器相对于等离子体激元模式的位置和偶极取向两者的精确对准。我们演示了在2-D半导体，WSe 2自对准的银-空气-银，金属-绝缘体-金属波导中传播的表面等离子体激元的单发射器的耦合。波导在单层中产生应变引起的缺陷，其接近于表面等离子体激元模式，具有有利的偶极取向以用于最佳耦合。我们测量的平均增强率的自发发射的因素为1.89耦合的单缺陷的等离子体激元波导。这种结构提供了一种有效的方式耦合单光子发射器传播等离子体激元，这是实现芯片上的有源等离子体激元电路的重要一步。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Control of single photon emitters in semiconductor nanowires by surface acoustic waves
我们报道了声表面波对III-V族材料系统中纳米线异质结中的点的光发射的影响的实验研究。在直接光激发下，III族氮化物点在纳米线异质结构中的激子能级以声频振荡，在时间积分光致发光光谱中产生发射线的特征分裂。这种声学诱导的激子跃迁能量的周期性调谐与光谱检测滤波相结合，并用作调节从这些纳米线量子点发射的反聚束光子的时间输出的工具。此外，电子和空穴沿着III-砷化物纳米线的声学传输将电荷注入到空间上与光激发区域分离的量子点样复合中心的系综中。声学布居和去布居机制决定了在系综中同时发生的载流子复合事件的数量，从而允许控制所发射光子的反聚束程度。本研究结果对III-V族半导体异质结单光子发射的动态控制具有重要意义。
2019-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Localised excitation of a single photon source by a nanowaveguide
目前，集成光子学是量子信息处理（QIP）的关键技术，但实现单光子发射器的高效集成的量子网络全光总线仍然是一个挑战。光子晶体和空腔是很好的候选者，但没有解决如何有效地解决纳米级发射器。利用纳米线的半导体波导，我们实现了一种混合纳米器件，它可以局部激发单光子源（SPS）。纳米线充当无源或有源亚波长波导以激发量子发射器。我们的研究结果表明，局部激发的SPS是可能的，并与自由空间激发。我们的原理实验证明了绝对寻址效率ηa = 10-4，仅比使用自由空间光学器件的效率低50%。这一重要步骤表明，在半导体纳米线制成的半导体波导中，可以实现足够的引导光来激发单个光子源。我们完成了一个混合系统，提供了巨大的潜力，电驱动的SPS和有效的单光子收集和检测，开辟了最佳的吸收/发射的纳米级发射器的方式。我们还讨论了如何提高寻址效率的偶极纳米级发射器与我们的系统。
2015-12-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
Engineering strong coupling with molecular coatings in optical nanocavities
Universidad de Santiago de Chile（圣地亚哥智利大学）；Millennium Institute for Research in Optics（光学研究千年研究所）
通过在银纳米颗粒表面涂覆分子聚集体，重构局部电磁真空，使量子发射体实现Rabi振荡，突破强耦合观测限制。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Nanowire-based Integrated Photonics for Quantum Information and Quantum Sensing
本文综述纳米线量子点单光子发射器与超导纳米线单光子探测器的原理、材料、制备及应用，展望集成量子光子学趋势并提出实验方向。
2023-07-18 physics.optics quant-ph
Nitrogen-vacancy defect emission spectra in the vicinity of an adjustable silver mirror
固态量子辐射的光发射器是利用量子力学定律的新兴技术的重要组成部分。对于许多固态系统，由于其相对高的折射率，从主体材料中提取光子的效率较低。在这篇文章中，我们实验研究的发射光谱的一个系综的氮空位缺陷植入约8纳米以下的平面金刚石表面和附近的平面银镜。扫描金刚石和镜子之间的距离，我们观察到光谱发射功率的增强高达3倍。我们构建了一个模型的基础上，经典的偶极子和阐明的意见所造成的干扰在远场的发射器。
2020-04-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Single photon emitters in thin GaAsN nanowire tubes grown on Si
本研究通过等离子体辅助分子束外延在Si(111)上单片集成生长了无缺陷的薄GaAs/GaAsN/GaAs核-多壳层纳米线，实现了带隙减小400 meV且二阶自相关函数低至0.056的优异单光子发射。
2024-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Electric Spaser in the Extreme Quantum Limit
我们从理论上考虑了通过具有弹道量子电导的纳米线电激发的spaser。我们表明，在极端量子制度，即，对于单电导量子纳米线，具有由普通等离子体金属（例如银和金）制成的芯的Spaser基本上是可能的。对于具有多量子或非量子电导的弹道纳米线，与极端量子极限相比，spaser的性能得到增强。电抽运Spaser作为光源、纳米放大器和数字逻辑器件，在~100 GHz ~~100 THz的光电子信息处理中具有广阔的应用前景。
2013-01-31 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multiplexed Single Photons from Deterministically Positioned Nanowire Quantum Dots
固态量子发射器是按需不可区分或纠缠光子的极好来源，并且可以承载长寿命的自旋存储器，这是光子量子信息应用的关键资源。然而，它们的可扩展性仍然是一个突出的挑战。在这里，我们提出了一种可扩展的技术，从多个独立的量子点，在芯片上的光子流复用到一个光纤网络中使用的芯片外。通过将多芯光纤并入共聚焦显微镜中并在空间上将多个焦点（在这种情况下为七个）与确定性定位的纳米线阵列中的量子点匹配来实现多路复用。首先，我们报道了单纳米线量子点在共振双光子激发下双激子-激子级联发射的相干控制。然后，作为原理证明的演示，我们在纳米线阵列上执行并行光谱，以识别两个几乎相同的量子点在不同的位置，随后调谐到与外部磁场共振。然后实现来自这两个量子点的无背景单光子的复用。我们的方法，适用于所有类型的量子发射器，可以很容易地按比例放大到多路复用$>100$量子光源，提供了一个突破性的硬件光子为基础的量子技术。直接应用包括量子通信、量子模拟和量子计算。
2020-05-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Quantum Emission in Monolayer WSe2 Transferred onto InP Nanowires
本研究构建了单层WSe2与水平排列InP纳米线的混合结构，观测到715-785 nm范围内的多组窄亮发射峰及低至0.049的g(2)(0)值，验证了其优异单光子性能，为集成量子光子学混合光源提供了新路径。
2025-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Ultrabroad resonance of localized plasmon on a nanoparticle coupled with surface plasmon on a nanowire enabling two-photon excited emission via continuous-wave laser
本文研究银纳米颗粒与银纳米线耦合等离激元热点的超宽带电磁增强，揭示其可在连续波近红外激光下实现双光子激发发射，并阐明发射强度差异主要由热点间隙距离对增强因子的敏感性决定。
2025-04-18 physics.optics quant-ph
On-chip excitation of single germanium-vacancies in nanodiamonds embedded in plasmonic waveguides
量子发射器在纳米级等离子体电路中的单片集成需要能够将光限制在远低于衍射极限的低损耗等离子体配置。我们展示了在芯片上远程激发纳米金刚石嵌入单量子发射器的等离子体模式的电介质脊顶部胶体银晶体。纳米金刚石被生产为包含单个锗空位（GeV）中心，提供适用于高度集成电路的明亮、光谱窄且稳定的单光子源。使用电子束光刻与氢硅倍半氧烷（HSQ）抗蚀剂，介电负载的表面等离子体激元波导（DLSPPWs）制造的单晶银板，以便包含那些被发现具有适当的单GeV中心的旋转铸造的纳米金刚石。低损耗等离子体配置使得532 nm泵浦激光能够在DLSPPW中在芯片上传播，并到达嵌入式纳米金刚石，其中包含单个GeV中心。远程GeV发射极由此被激发并耦合到空间受限的DLSPPW模式，由于约6倍的Purcell增强，约56%的耦合效率和约33 μm的传输长度，具有出色的品质因数180，揭示了我们的方法在芯片上实现纳米级功能量子器件的潜力。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Classical and quantum emitters near a metal surface
本文研究了SPP在衰减介质中的传播。给出了金属-介质界面结构总电场格林张量的解析计算方法，并给出了新的金属-介质界面格林张量的显式表达式。等离子体激元的贡献是通过计算p偏振波入射到金属界面的反射系数的极点来获得的。研究了位于空气/银界面上的经典偶极子的发射模式。在自由空间中的场强的相对强度的偶极子的正常和平行的取向进行了研究。研究了与金属表面耦合的量子发射体的量子光学性质。对于金属表面附近的量子点，利用二阶关联函数证明了单光子发射。
2016-12-22 quant-ph
Correlated spontaneous emission of fluorescent emitters mediated by single plasmons
操纵荧光发射体的自发发射可以通过将发射体放置在纳米结构环境中来实现。特权点被等离子体结构占据，等离子体结构提供电磁场的强约束，这导致发射体-环境相互作用的增强。虽然等离子体纳米结构已被广泛利用来控制单光子发射器的发射特性，但执行量子发射器与等离子体之间的耦合构成了巨大的挑战。在这封信中，我们报告了实现这一目标的第一个关键步骤，通过观察单个CdSe/CdS/ZnS量子点表现出单光子统计和荧光纳米珠之间的相关发射位于微米分开。这通过将两个发射器耦合到银纳米线来实现。单等离子体激元在后者上从量子点产生，并转移能量以依次激发荧光纳米珠。
2016-09-30 physics.optics quant-ph
On-demand single photon emission in the telecom C-band from nanowire-based quantum dots
本文演示位置可控纳米线量子点在λ>1530 nm电信C波段的按需单光子发射，经带隙上脉冲激发实现g(2)(0)=0.062的纯度，为可扩展制备高效率、高速率单光子源奠定基础。
2023-09-23 quant-ph
Spontaneous emission and collection efficiency enhancement of single emitters in diamond via plasmonic cavities and gratings
我们展示了一种基于等离子体孔径和光栅的方法，以提高金刚石中单个NV中心的辐射衰减率，同时提高其收集效率。我们的结构是基于金属谐振器周围的亚波长金刚石纳米柱与银膜，这可以提高嵌入的NV中心的自发发射率形成。然而，由于表面等离子体激元的损失和金刚石-空气界面处的反射，发射光子的收集效率仍然很低。在这项工作中，我们将光栅结构纳入等离子体腔系统，以减轻光子损失到这些通道。
2013-08-02 physics.optics quant-ph
Strong coupling of single emitters to surface plasmons
我们提出了一种方法，使强大的，相干耦合之间的个别光发射器和电磁激发在导电纳米结构。激发是光学等离子体激元，其可以被定位到亚波长尺寸。在现实条件下，紧密的限制导致光发射几乎完全通过类似于腔量子电动力学的机制被引导到传播的等离子体模式中。我们首先说明这种结果的情况下的纳米线，在考虑优化的几何形状的纳米尖端。我们描述了这种技术的应用，涉及有效的单光子产生的需求，其中的等离子体激元有效地耦合到一个电介质波导。最后，我们分析了由于这些纳米结构的表面粗糙度增加散射的影响。
2006-03-24 quant-ph
Narrowband quantum emitters over large spectral range with Fourier-limited linewidth in hexagonal boron nitride
层状六方氮化硼（hBN）中的单缺陷中心是量子光学和纳米光子学应用中有希望的单光子源。然而，直到今天，光谱不稳定性阻碍了许多应用。在这里，我们进行共振激发测量和观察傅里叶变换限制（FL）线宽下降到$\approx 50$ MHz。我们研究了hBN中600多个量子发射体（QE）的光学性质。量子阱具有窄的零声子线（ZPL），分布在580 nm ~ 800 nm的光谱范围内，并具有高偏振对比度的类偶极发射。发射频率可以分为四个主要区域，表明不同的家庭或晶体结构的QE，在符合从头计算。最后，发射器能够承受转移到外部光子平台-即银镜，这使得它们与光学谐振器等光子器件兼容，并为量子光子学应用铺平了道路，包括量子通信和量子中继器。
2017-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanoantenna enhancement for telecom-wavelength superconducting single photon detectors
超导纳米线单光子探测器作为一种关键的红外光子计数技术正在迅速崛起。两个正面耦合的银偶极纳米天线，模拟在1480 nm和1525 nm的谐振，在两个步骤的过程中制造。当照射天线时，观察到系统检测效率提高了50%至130%。这为增加超导纳米线的吸收提供了一条途径，创造了更大的有源区，并在更长的波长下实现了更有效的检测。
2015-01-14 cond-mat.supr-con physics.optics quant-ph
Tailoring Light-Matter Interaction with a Nanoscale Plasmon Resonator
我们提出并证明了一种新的方法，实现强大的光与物质的相互作用与量子发射器。我们的方法利用等离子体共振器组成的无缺陷，高度结晶的银纳米线包围图案化的介质分布布拉格反射器（DBR）。这些谐振器具有比衍射极限低两个数量级的有效模体积（Veff）和接近100的品质因数（Q），使得能够在腔谐振处将自发发射率提高超过75倍。我们还表明，这些谐振器可以用来转换一个宽带量子发射器的窄带单光子源的颜色选择性发射增强。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmonic Dimers Enhanced Polarized Single Photon Coupled to Optical Nanowire
我们提出了一个系统，用于引导等离子体增强的偏振单光子进入光学纳米线（ONW）导模。结果表明，金纳米棒二聚体（GNRD）的存在可以显著增强量子发射体（QE）的自发发射特性，从而产生高偏振、高亮度的单光子发射.我们已经计算出，一个高的Purcell因子为279，耦合效率为11%，和单光子的偏振度（DOP）估计高达99.57%，在引导模式的ONW适当地放置一个QE的GNRD系统的优化位置。这种混合量子系统可以与光纤网络相连接，为可能的量子信息处理和量子密码学应用打开了大门。
2022-12-17 physics.optics quant-ph
How to measure laser chirp rate at single-emitter excitation energies
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）
该研究提出了一种用于单量子发射体激发能量下的激光啁啾率测量方法，通过波长到时间的映射技术实现非破坏性的色散特性化。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Vacuum Rabi splitting in a plasmonic cavity at the single quantum emitter limit
单个量子发射体与共振腔的强相互作用是理解光物质相互作用的基本兴趣。等离子体腔保持实现强耦合制度的承诺，即使在环境条件下和subdiffraction体积内。最近的实验揭示了单个等离子体结构和多个有机分子之间的强耦合，但到目前为止，在单个量子发射体的极限下的强耦合还没有报道。在这里，我们展示了真空拉比分裂，强耦合的表现，使用银蝴蝶结等离子体腔装载半导体量子点（QD）。在具有一到几个QD的单个蝴蝶结的散射光谱中观察到透明度下降，直接在它们的间隙中观察到。高达120毫电子伏的耦合率登记，甚至与一个单一的量子点，放置蝴蝶结量子点结构接近强耦合制度。这些观测结果得到了极化相关实验的验证和电磁计算的验证。
2016-05-03 physics.optics quant-ph
