Optically driving the radiative Auger transition
在辐射俄歇过程中，光学衰减伴随着其他载流子的同时激发。辐射俄歇过程在光学发射光谱中产生弱的红移伴峰。这些卫星峰已经在很大的光谱范围内被观察到：在原子的X射线发射中;在半导体和量子发射器中的施主上接近可见光频率;以及在二维系统中作为振动线的红外频率。迄今为止，关于辐射俄歇过程的工作主要集中在探测自发发射上。然而，辐射俄歇过程导致光子发射的事实表明，跃迁也可以被光学激发。在这种反向辐射俄歇过程中，激发将对应于同时的光子吸收和电子去激发。在这里，我们演示了半导体量子点中三电子的辐射俄歇跃迁的光学驱动。辐射俄歇和基本跃迁一起形成一个$Λ$ -系统。在同时驱动该$Λ$ -系统的两个跃迁时，我们观察到荧光信号减少高达$70\%$。我们的研究结果表明，一种类型的光学寻址过渡连接少体库仑相互作用的量子光学。这些结果开辟了在单量子发射器上进行太赫兹光谱的可能性，具有光学的所有优点：相干激光源，高效和快速的单光子探测器。类似于电子自旋的光学控制，辐射俄歇和基本跃迁之间的$Λ$系统允许对发射体的轨道自由度进行光学控制。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Spectrally-modified frequency-swept pulses for optically-driven quantum light sources
我们提出了一种利用扫频脉冲驱动固态量子发射器的方案，该方案中包含一个与发射器中的光学跃迁共振的光谱空穴。我们的方案能够实现高保真度的状态反转，对激光脉冲参数的变化表现出鲁棒性，并且不受声子介导的激发诱导的失相的影响，这些好处来自于绝热条件对实验参数变化的不敏感性。我们的共振驱动方法可以与散射泵浦光的光谱滤波和光子器件相结合，以提高收集效率，从而在单光子源应用中同时实现高的不可分辨性和亮度。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamics of a mesoscopic nuclear spin ensemble interacting with an optically driven electron spin
在半导体InGaAs量子点的局部环境中同时发生的噪声源（例如电场和磁场波动）之间进行区分的能力是理解它们各自的动力学及其对量子点相干特性的影响的关键。我们提出了一种基于单电子量子点双色共振荧光的全光传感方法，测量结果表明，在没有外部磁场的情况下，由于核自旋引起的局部磁场波动可以用两个相关时间来描述，这两个时间都在微秒范围内。核自旋浴动力学表现出强烈的依赖于共振探测的强度，随着光学跃迁饱和，相关时间增加了四倍。我们解释的行为作为运动平均的骑士场的居民电子自旋和超精细介导的核自旋相互作用，由于光诱导的电子自旋翻转。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spatial Imaging and Mechanical Control of Spin Coherence in Strained GaAs Epilayers
利用时间分辨克尔旋转、光致发光和光探测核磁共振谱研究了单轴拉伸应变对n型GaAs外延层自旋相干性的影响。带隙，电子自旋寿命，电子g因子，和核四极分裂同时成像超过毫米级面积的外延层连续变化的应变值。全光学核磁共振技术允许在使用常规光学检测的核磁共振不容易寻址的场状态中访问应变诱导的核四极共振分裂。
2005-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A diamond nanophotonic interface with an optically accessible deterministic electronuclear spin register
本文提出一种光纤封装的金刚石纳米光子接口，利用锡空位色心与$^{117}$Sn核自旋实现高保真光学核自旋初始化与读出，并在无磁场下展示自旋门控单光子非线性，为可扩展量子网络提供多功能量子节点。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic study of optically-stable, coherent color centers in diamond generated by high-temperature annealing
固体中的单色心已经成为量子信息科学的一个有前途的物理平台。创建这些具有优异量子特性的中心是进一步技术发展的关键基础。特别是，对旋转浴环境的微观理解是设计量子控制色心的关键。在这项工作中，我们提出并展示了一种独特的高温退火（HTA）方法，用于在无重结晶金刚石中产生高质量的氮空位（NV）中心。同时使用所创建的NV中心作为其局部环境的探针，我们验证了HTA在显微镜下没有引起损伤。在超低氮浓度膜中产生的几乎所有单NV中心都具有稳定的和傅里叶变换限制的光谱。此外，HTA大大减少了自然生长在合奏样本的噪声源，并导致三倍以上的消相干时间和灵敏度的改善。我们还验证了空位激活和缺陷重组，特别是H3和P1中心，可以解释自旋浴和色心之间的重新配置。这种新颖的方法将成为基于空位的量子技术的强大工具。
2022-08-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Understanding Hot-Electron Generation and Plasmon Relaxation in Metal Nanocrystals: Quantum and Classical Mechanisms
高能（热）电子的产生是任何等离子体纳米结构在照射下的固有性质。同时，金属纳米晶体相对于半导体的显著优势在于其非常大的吸收截面。因此，具有强的和定制的等离子体共振的金属纳米结构对于光催化应用是非常有吸引力的。然而，关于等离子体激元热电子的中心问题是如何量化和提取等离子体激元中的光激发高能电子。我们发展了一个理论来描述不同几何形状的纳米晶体中超热电子的产生率和能量分布。在我们的理论中，热电子是由于表面和热点而产生的。形式主义预测，大的光激发的纳米晶体显示主要是低能量德鲁德电子的激发，而小纳米晶体中的等离子体激元主要涉及热电子。电子在光激发的电子束中的能量分布表明，随着电子束尺寸的增加，小粒子中的量子多体态如何向Drude模型所描述的经典态演化。我们表明，在纳米晶体中的等离子体激元的表面衰减率是直接相关的热电子的产生率。基于一个详细的多体理论，包括动力学系数，我们制定了一个简单的计划描述等离子体的退相。在大多数纳米晶体中，等离子体激元的主要衰变机制是类德鲁德摩擦过程，次要路径来自由于表面和电磁热点产生的热电子。后一种路径强烈地依赖于电子束的大小、形状和材料，相应地影响其热电子产生的效率。本文的研究结果可用于指导光化学和光电探测器等离子体纳米材料的设计。
2017-08-30 cond-mat.mes-hall
Combined synchrotron X-ray diffraction and NV diamond magnetic microscopy measurements at high pressure
我们报告的可能性，同时进行宽场氮空位（NV）金刚石磁性显微镜和同步辐射X射线衍射（XRD）测量在高压下。NV色心在金刚石砧的底脚上产生，该底脚集成在用于样品的静态压缩的金刚石砧室中。NV中心的光学检测的自旋共振用于映射由样品磁化产生的杂散磁场。使用这种组合方案，可以同时测量磁性和结构行为。作为原理证明，我们记录了铁在300 K下在15 - 20 GPa之间发生的相关α-Fe到ε-Fe结构和磁性转变。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ultra-slow orbital and spin dynamics in an electrically tunable quantum dot molecule
Walter-Schottky-Institute, Technische Universität München（慕尼黑工业大学沃尔特·肖特基研究所）；Faculty of Physics and Astronomy, Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学物理与天文学院）；Institute for Physics and Astronomy, Technische Universität Berlin（柏林工业大学物理与天文研究所）；Universität Paderborn（帕德博恩大学）；Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Fakultät V, Institut für Physik（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学第五学院物理研究所）
该研究通过光学充电和电调制实现了量子点分子中超慢轨道和自旋动力学，验证了其在多维光子簇态生成中的潜力。
2026-03-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simultaneous measurement of anisotropic thermal conductivity and thermal boundary conductance of 2-dimensional materials
已经分离或合成的二维（2D）材料的数量迅速增加，为实现新的器件功能提供了巨大的机会。虽然它们的光学和电学特性已经更容易报道，但由于局部热流的困难，定量热特性更具挑战性。已经建立的用于研究块体材料或薄膜的光学泵浦-探测技术对面内热传输的灵敏度有限，因此在2D材料中常见的热各向异性的表征具有挑战性。在这里，我们提出了一种新的方法来量化的热性能的基础上的磁光克尔效应，产生定量的洞察到跨平面和平面内的热输运。使用非常薄的磁性材料作为加热器/温度计增加了平面内的热梯度，而不使数据分析复杂化，尽管该层是光学半透明的。该方法具有额外的好处，即它不需要将样品悬浮，从而提供了在支持的类似设备的环境中的热传输的洞察力。我们应用这种方法来测量一系列二维材料的热性能，这些材料对器件应用感兴趣，包括单层石墨烯，少层h-BN，单层和少层MoS 2和块状MoSe 2晶体。所测量的热特性将对器件应用中的热管理具有重要意义。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum Hall Charge Sensor for Single-Donor Nuclear Spin Detection in Silicon
我们提出了一种新的光电混合方案来测量硅中的核自旋量子比特。通过将整数量子霍尔效应的环境不敏感性与硅中磷杂质的光学可区分的超精细态相结合，我们的系统可以同时提供核自旋测量和对环境缺陷的鲁棒性。同位素纯化的28Si中的31P施主自旋由于其极长的退相干时间而经常被讨论为非常有前途的量子存储量子比特，并且我们提出的器件为这样的量子存储系统提供了有效的实现。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optical Spin Initialization and Non-Destructive Measurement in a Quantum Dot Molecule
用光学方法制备了自组装InAs/GaAs量子点分子中的电子自旋，并通过三重态测量了电子自旋。使用纵向磁场将三子态中的两个调谐到共振，通过不对称自旋交换形成叠加态。因此，自旋翻转拉曼跃迁可用于光学自旋初始化，而单独的三振子状态使循环跃迁能够用于非破坏性测量。通过双激光透射光谱，我们同时演示了这两种操作，这是以前在单个量子点中无法实现的。
2008-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
