Resonance fluorescence spectral dynamics of an acoustically modulated quantum dot
依赖于光子量子比特的量子技术需要对其属性的精确可控性。为此,混合方法特别有吸引力,因为它们提供了很大的灵活性来解决光子自由度的不同方面。当将光子学与其他量子平台(如声子)相结合时,必须实现在机械域和光学域之间转换的量子换能器。在这里,我们实现了声子之间的界面的表面声波(SAW)和单光子的形式,介导的一个单一的半导体量子点激子。在这种结合的理论和实验研究中,我们表明,不同的边带表现出特征闪烁动力学,可以通过失谐的激子跃迁的激光控制。通过发展分析近似,我们可以更好地理解所涉及的内部动力学。我们的特定SAW方法使我们能够达到约1 GHz的理想频率范围,从而实现接近组合基本时间带宽限制的同时时间和频谱声子边带分辨率。
2021-08-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonon sidebands of color centers in hexagonal boron nitride
分析了六方氮化硼中色心的低温光致发光谱。声学声子边带可以通过与应变成比例的变形耦合到有效地二维的声子浴来描述。光学声子带由与LO分支的Frohlich耦合和与TO分支的晶格位移成比例的形变耦合来描述。在光学频带中表示的共振从缺陷到缺陷变化,在一些发射器中,耦合到面外偏振声子的报道。
2019-03-05 cond-mat.mes-hall
Resonant interactions between a Mollow triplet sideband of a quantum dot and a strongly coupled cavity
实验证明,当一侧边带调谐到腔频率以上时,强耦合量子点的Mollow三重态边带会出现反常的功率致展宽和增强发射.当拉比频率超过量子点和腔体之间的失谐时,我们观察到边带线宽随激发功率的非线性增加,这与最近的理论模型相一致,该模型解释了激子和腔体之间的声学声子诱导过程。此外,调谐到腔的边带显示出强的共振发射增强。
2013-10-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intersublevel Polaron Dephasing in Self-Assembled Quantum Dots
用远红外瞬态四波混频(FWM)谱研究了InAs/GaAs点中极化子的退相过程。我们观察到的振荡行为的FWM信号后不久(< 5 ps)的共振激发的最低能量导带跃迁由于相干声学声子的产生。随后的单指数衰减产生90 ps的长带内移相时间。我们发现我们的测量和计算的四波混频动力学之间的良好协议,并表明,真实和虚拟的声学声子过程是必要的,以解释温度依赖性的极化衰减。
2007-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-polaron control in a surface magnetoacoustic wave resonator
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区);University of Oxford(牛津大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子能机构)
研究通过磁铁方向调控实现声子与磁极子的混合,展示低损耗磁极子腔体,首次观测到耦合声波-自旋波系统中的Rabi振荡。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of molecular dynamics via infrared coupling
我们讨论Floquet工程的耗散分子系统通过定期驱动的红外活性振动跃迁,直接或通过腔模式。根据极化子量子朗之万方程,我们推导出了关联函数和稳态量,表明红外修饰分子的光学响应发生了强烈的变化。分子振动模式的相干激发,结合电子自由度的调制,由于电子振动耦合可以导致增强的电子振动相干性以及振动边带振幅的控制。与红外腔的额外耦合允许对不期望的边带进行受控抑制,这是源于振动弛豫速率的Purcell增强的效果。
2022-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Chemical potential of magnon polarons
Boston College(波士顿学院)
本文基于旋转变换的自旋-晶格耦合理论,推导了磁极子极化物在顺磁体和反铁磁体中的化学势定义,揭示了磁极子极化物在角动量守恒下的输运行为。
2026-04-20 cond-mat.mes-hall
Polaron relaxation in a quantum dot due to anharmonic coupling within a mean-field approach
我们用极化子方法研究了量子点中的电子弛豫,着重研究了纵光学(LO)声子从极化子转变为纵声学(LA)声子的{ \it可逆}非谐衰减过程. LO和LA声子之间的相干耦合处理内的平均场方法。我们推导出一个依赖于温度的能级间耦合参数,相关的Grüneisen参数和热膨胀系数,表征电子(或激子)状态的有效衰减通道。在这个理论中,我们得到一个特征的非谐衰减时间为1 ns,2-3个数量级以上,比以前的预测的基础上费米的黄金法则。我们认为,由于载流子-载流子相互作用而产生的相干弛豫是(太慢)极化子衰变的有效替代方案。
2009-02-26 cond-mat.mes-hall
Dissipative acousto-mechanical parametric interface between high-overtone acoustics and flexural phonons
Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Aalto University(阿尔托大学);Tsinghua University(清华大学)
本文通过辐射压力型参量相互作用,在GHz高泛音体声波谐振器与低频弯曲模式之间实现耗散声-机械耦合,展示了可调谐Kerr非线性和频率梳,并实现了20倍于色散耦合的耗散耦合强度。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear quantum dot optomechanics
波混频是玻色子系统中的一种典型现象。在光学力学中,光学频率的电磁波或光子与射频的弹性波或声子之间的双向转换正是建立在这一基本原理上。表面声波在芯片上提供了一种通用的互连,因此能够实现远程系统的光机控制。本文报道了两个射频声表面波和激光光子的相干场通过单个量子点激子的偶极跃迁实现的相干非线性三波混频。在解决边带制度,我们证明了两个SAW之间的和差频产生的基本声学模拟,并采用相位匹配确定性地增强或抑制个别边带。这种声域和光域之间的双向传输是由理论描述的,该理论充分考虑了直接和虚拟的多声子过程。最后,我们表明,波混合的精度是有限的现代射频电子学的频率精度。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Observation of Acoustically Induced Dressed States of Rare-Earth Ions
研究利用高频表面声波产生的应变调制晶体铒离子二能级系统,实验观测到声学诱导缀饰态及强声子-离子耦合证据,为片上控制长寿命离子和构建高相干混合量子系统奠定基础。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Detuning-Dependent Mollow Triplet of a Coherently-Driven Single Quantum Dot
我们提出了实验和理论研究的激光驱动的量子点(QD)在修饰态制度的共振荧光。我们探讨的声子散射和纯退相的失谐依赖的Mollow三重态的作用,并表明,三重态边带可能会扩大或缩小,增加失谐。基于极化子主方程方法,其中包括电子-声子相互作用的非微扰,我们推导出一个完整的光谱解析表达式。关于失谐依赖,我们确定了光谱边带窄化或加宽的制度之间的交叉。从单个In(Ga)As量子点的Mollow三重态共振发射的激光失谐依赖性的详细实验研究的理论预测的比较显示出良好的协议。
2012-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
On-chip magnon polaron generation in mode-matched cavity magnomechanics
针对传统磁振子-声子耦合器件空间模式重叠小的问题,本文提出模式匹配的片上磁力机械系统,通过薄压电薄膜与数微米厚磁性层的结构增强耦合,成功产生具有明显避免交叉光谱的磁振子极化激元。
2025-07-04 cond-mat.mes-hall
Phonon-Assisted Incoherent Excitation of a Quantum Dot and its Emission Properties
本文详细研究了单量子点的声子辅助非相干激发机制。光谱失谐激光器通过声学声子的中介耦合到量子点跃迁,由此在T = 9 K时可以实现相对于严格共振激发高达20%的激发效率。对量子点强度的激光频率依赖性分析清楚地映射了底层的声学声子浴,并与我们的极化子主方程理论表现出良好的一致性。介绍了光致发光的解析解,该解析解预测了当电子-声子散射处于强声子耦合(极化)状态时的宽带非相干耦合过程。此外,我们调查的相干特性的发射光,并研究相关的泵和声子浴参数的影响。
2012-07-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optomechanical Quantum Control of a Nitrogen Vacancy Center in Diamond
我们展示了光机械量子控制的内部电子状态的金刚石氮空位(NV)中心的解析边带制度通过耦合NV的光场和表面声波通过声子辅助的光学跃迁,并利用强激发态的电子-声子耦合的NV中心。光机械驱动的拉比振荡以及光机械边带和直接偶极光跃迁之间的量子干涉已经实现。这些研究打开了使用解析边带光机械耦合的量子控制的类原子的内部状态和运动状态的耦合NV-纳米机械系统,导致发展的固态模拟的被困离子。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Polarons Explain Luminescence Behavior of Colloidal Quantum Dots at Low Temperature
胶体量子点的发光特性已在成像、光源和显示器中得到应用。尽管有广泛的兴趣,从这些量子点的一些实验观察,如微秒级的短寿命和低温光致发光光谱中的零纵向光学声子线,仍然无法解释现有的模型。在这里,我们提出了一个模型,包括固态环境对发光的影响,通过捕获相干和非相干的带边激子与声子模式的相互作用。我们的模型预测了通过激子与受限声学声子模的耦合形成修饰态,并解释了短寿命和光谱中零纵向光学声子线的存在。考虑到激子与体声子模的相互作用,该模型还解释了实验观察到的光致发光衰减动力学的温度依赖性和光致发光光谱的温度依赖性。
2017-09-03 cond-mat.mes-hall
Surface Acoustic wave modulation of a coherently driven quantum dot in a pillar microcavity
报道了嵌入柱形微腔中的半导体量子点的有效相干光子散射。我们发现声表面波可以周期性地调制量子点的能级,但对腔模的影响可以忽略不计。散射的窄带激光被转换成脉冲单光子流,显示出单光子发射的反聚束凹陷特性。由于在每个散射事件中振动量子的吸收和发射,在发射光谱中分辨出多个声子边带。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Holstein polaron in a valley-degenerate two-dimensional semiconductor
二维(2D)晶体已经成为具有可调载流子密度的一类材料。二维半导体的载流子掺杂可以用来调节多体相互作用和探索新的复合粒子。Holstein极化子是一种携带自诱导晶格变形云(或声子)的电子的小复合粒子,已被提出在高温超导性和器件中的载流子迁移率中发挥关键作用。在这里,我们报告的Holstein极化子在表面掺杂的层状半导体,MoS 2,最近发现了一个令人费解的二维超导圆顶与临界温度为12 K的发现。使用高分辨率的带映射的载流子,我们发现了强烈的带重正化集体确定为一个迄今为止未观察到的光谱函数的荷斯坦极化子。电子-声子(e-ph)耦合在MoS 2中的意外的短程性质可以通过其谷简并性来解释,该谷简并性使得能够通过声学声子介导的强烈谷间耦合。耦合强度被发现逐渐增加沿超导圆顶的中间制度,这表明在二维超导双极化配对。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Breaking a Bloch-wave interferometer: quasiparticle species-specific temperature-dependent nonequilibrium dephasing
本文通过调节温度研究块状砷化镓中高阶边带生成的退相干依赖性,发现边带强度而非偏振随温度变化,并分离提取了不同电子-空穴对与声子相关的非平衡退相干系数。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-induced dephasing in quantum dot-cavity QED: Limitations of the polaron master equation
嵌入在光学微腔内的半导体量子点(QD)是量子信息处理中的基本重要的系统。量子相干性的优化是至关重要的,在这样的应用中,需要深入了解相关的退相干机制。我们在这里提供了一个重要的审查普遍的理论治疗耦合到纵向声学声子的量子点腔系统,比较预测对最近获得的精确解。在这篇评论中,我们考虑了一系列的温度和激子腔耦合强度。预测的极化子Nakajima-Zwanzig(NZ)和无时间卷积(TCL)主方程,以及前者的变化适用于绝热连续波激发(CWE),比较对一个渐近精确的解决方案的基础上Trotter的分解(TD)定理。NZ和TCL的实现,其中应用极化子变换的哈密顿量,并随后处理激子腔耦合到二阶,不提供一个显着的改善精度相对于极化子变换单独。CWE适配提供了显著的改进,捕获了吸收光谱的宽带特征(在NZ和TCL实现中不存在)。我们将这种差异归因于马尔可夫近似的效果,特别是它在脉冲激发制度的不适用性。然而,即使是CWE适应,打破了高温($50K$)和强激子腔耦合($g \gtrsim 0.2$ meV)的制度。TD解具有与上述主方程方法相当的计算复杂性,但在较高温度下和在宽范围的激子-腔耦合强度(至少高达$g=1.5$ meV)上保持准确。
2020-02-05 cond-mat.mes-hall
Fluctuation properties of acoustic phonons generated by ultrafast optical excitation of a quantum dot
从理论上研究了超快光激发下半导体量子点中声学声子的涨落特性。利用单个超快脉冲的激发产生限于量子点的激子,该激子耦合到纵向声学声子。这导致极化子在量子点中的形成,伴随着声子波包的发射。我们发现,晶格位移的波动与波包后,一个单一的激光脉冲激发与激子跃迁共振的波动总是大于各自的真空值。用第二个脉冲操纵激子可以导致波动降低到真空极限以下,这意味着声子被压缩。结果表明,波包的压缩特性强烈地依赖于两个激光脉冲之间的相对相位和时间延迟。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall
Quantum theory of light emission from quantum dots coupled to structured photonic reservoirs and acoustic phonons
半导体量子点中的电子-声子耦合在决定激发态激子的光学性质,特别是发射光子的光谱性质方面起着重要作用。本文提出了一个全面的理论和分析的发射光谱从人工原子或量子点耦合到结构的光子库和声学声子,当激发非相干泵浦场。作为结构化水库的具体例子,我们选择了洛伦兹腔和耦合腔波导,这是目前的实验兴趣。对于光学腔的情况下,我们直接比较和对比的光谱从三个不同的理论方法来处理电子-声子耦合,包括一个马尔可夫极化子主方程,一个非马尔可夫声子相关展开技术和半经典线性极化率的方法,我们指出这些模型的局限性。对于腔QED极化子主方程,在弱激发近似下,考虑温度、腔-激子失谐和腔点耦合,给出了声子辅助散射率的封闭解析解.我们明确地表明,为什么半经典的线性磁化率方法不能正确地占声子介导的腔喂养。对于弱耦合腔,我们使用更一般的水库的方法计算光谱,并解释其差异从上述方法在低Q限制的洛伦兹腔。随后,我们使用这个一般水库计算从量子点耦合到慢光光子晶体波导的发射光谱,这表明了一些惊人的光子-声子耦合效应。我们的量子理论可以应用于广泛的光子结构,包括光子分子和耦合腔波导系统。
2015-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dzyaloshinskii-Moriya Induced Topological Magnon-Phonon Hybridization in 2D Antiferromagnetic Insulators with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维蜂窝晶格反铁磁体中的磁振子-声子混合激发(磁振子-极化子)。在声子镜像对称破缺的面内Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用(Dzyaloshinskii-Moriya interaction)下,我们发现在磁振子、光学声子带和声学声子带之间的反交叉环周围存在非平凡的Berry曲率,从而产生有限的Chern数.我们证明了磁振子-极化子带的陈数可以通过改变磁场方向或强度来操纵。我们评估了反映磁振子极化子的非平凡Berry曲率的霍尔热导率,并提出了一个谷霍尔效应作为可能的实验签名。我们的研究补充了以前的工作磁振子声子杂化系统没有光学声子,并提出了可能的应用自旋热电子学与拓扑磁振子和手征声子。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coupling a Surface Acoustic Wave to an Electron Spin in diamond via a Dark State
量子声学是一个新兴的领域,它探索声波与人造原子之间的相互作用及其在量子信息处理中的应用。在这项实验研究中,我们证明了表面声波(SAW)和电子自旋之间的耦合,利用强应变耦合的氮空位中心的激发态,同时避免这些国家的寿命短。SAW与自旋的耦合是通过一个λ型三能级系统进行的,在该系统中,两个基态自旋态通过声子辅助和直接偶极光学跃迁耦合到一个共同的激发态。实现了相干布居俘获和光驱动自旋跃迁。相干布居俘获证明了SAW和电子自旋相干性通过暗态的耦合。光学驱动的自旋跃迁类似于俘获离子系统中的边带跃迁,可以实现自旋和机械自由度的量子控制,并且可能是用于量子计算的类俘获离子固态系统。这些结果为基于自旋的量子声学搭建了实验平台,填补了自旋电子学和量子声学之间的空白。
2016-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Inelastic tunneling into multipolaronic bound states in single-layer MoS$_2$
本研究利用 STM/STS 与第一性原理计算,揭示金属性单层 MoS$_2$ 中等距非弹性电导峰源于区边平坦纵声学声子及稳定多极化子束缚态。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dynamic vibronic coupling in InGaAs quantum dots
自组装InGaAs量子点中的电子-声子耦合在低光强下相对较弱,这意味着与声子边带相比,发射中的零声子线较强。然而,在声子边带内调谐的强光脉冲的存在下,与声学声子的耦合可以动态地增强。最近的实验表明,这种动态的电子振动耦合可以使人口反转时,实现与蓝移激光泵浦和快速退激发的反转状态与红色失谐。在本文中,我们证实了声子辅助泵浦过程的非相干性,并探讨了该机制的温度依赖性。我们还表明,蓝移和红移脉冲的组合可以创建和破坏激子的时间尺度内~20 ps的脉冲持续时间确定,并最终限制了声子热化时间。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall
Nonlinear frequency shift and bistability of magnon-polarons
Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau(莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道);University of Oxford(牛津大学)
该研究通过结合微波反射测量与微聚焦布里渊光散射光谱学,探讨了基于YIG/ZnO异质结构的磁电共振器中强耦合的表面声波和自旋波的非线性动力学,发现非线性响应导致磁极子人口增强、宽带非线性散射以及双稳折叠行为。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall
Coulomb correlated multi-particle polarons
本文通过忽略电子-电子和空穴-空穴交换相互作用,在GaAs/AlGaAs量子点中揭示了库仑关联多粒子极化子态,计算结果与实验高度吻合,为量子计算等固态体系提供了可测量的库仑关联调控途径。
2025-04-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Phonon-mediated exciton capture in Mo-based transition metal dichalcogenides
定域激子在过渡金属二硫属化合物单分子膜的光学响应中起着至关重要的作用,并且可以作为单光子源用于量子信息技术。虽然这种局域激子的光学性质被广泛研究,离域激子到局域势的超快捕获过程在很大程度上是未探索的。我们通过声学和光学声子进行激子捕获的量子动力学计算,表明有效的捕获发生在超快的时间尺度上。在低温极限下极化子的形成导致更高能量的激子,然后可以有效地捕获激子。我们表明,声学和光学声子的相互作用导致一个有效的扩大能量选择规则。我们的研究提供了一个深刻的理解载流子捕获从二维材料到零维势。
2020-09-10 cond-mat.mes-hall
Quartz-superconductor quantum electromechanical system
我们提出并分析了一个量子机电系统组成的单片石英体声波(BAW)振荡器耦合到超导transmon量子比特通过中间LC电路。单块石英振荡器提供了前所未有的高有效质量和品质因数的研究在量子制度的机械振荡器。通过与LC电路的谐振压电耦合来对此类机械模式进行基态冷却,该电路本身通过与transmon量子位的耦合进行边带冷却,这被证明是可行的。量子位的荧光光谱,包含运动边带的贡献,由于耦合到振荡器模式,获得和机电稳态的印记上的光谱被确定。这允许量子位既用作机械振荡器的冷却资源,又用作机械振荡器的换能器。所描述的结果是相关的任何混合量子系统组成的量子位耦合到两个(耦合或非耦合)热振荡器模式。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coherence Length of Excitons in a Semiconductor Quantum Well
我们报告的第一个实验测定的相干长度的激子在半导体中使用的空间分辨光致发光与声子边带光谱相结合。测得ZnSe量子阱中激子的相干长度为300 ~ 400 nm,约为激子德布罗意波长的25 ~ 30倍。随着激子动能的增加,相干长度缓慢减小。测量的相干长度与仅考虑声学声子散射计算的相干长度之间的差异表明静态无序的重要影响。
2002-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of the quantum-dot Mollow triplet in an exciton-driven semiconductor cavity
我们提出了一个全面的理论研究激子驱动的量子点(QD)放置在高- $Q$半导体腔和相互作用的声学声子浴的共振荧光光谱。在极化子坐标系中,我们导出了一个包含激子-声子和激子-腔场各阶耦合的量子主方程。这项工作详细介绍并扩展了最近一期{ \em Physical Review Letters}(C. Roy和S. Hughes 2011:Phys. Rev. Lett. { \bf 106} 247403)来描述半导体腔-QED体系中的QD Mollow三重态。在这里,我们介绍了两种ME形式,Nakajima-Zwanzig(NZ)和时间卷积(TC),都是二阶的系统-声子库微扰。在极化子框架中,这两个ME形式示出产生等效的连续波(CW)驱动场的人口动力学和荧光光谱。我们还证明了马尔可夫近似是有效的计算非相干散射过程,我们随后利用马尔可夫TC ME探索激子驱动的量子点的共振荧光光谱。腔发射和激子发射的光谱进行了研究,这些被发现有定性不同的光谱特征。使用相干驱动场,众所周知的原子的Mollow三重态的特性被证明是相当大的修改与电子-声学-声子散射,我们突出的关键效应所产生的腔耦合和电子-声子耦合。以腔场馈电和非简谐腔场QED为例,研究了腔场耦合对激子-腔场失谐量和声子池温度的敏感性。我们展示了如何在半最大值(线宽)的莫洛三重态边带的拉比频率的连续波泵的平方的函数的变化。
2012-01-27 cond-mat.mes-hall
Optical Signatures of Non-Markovian Behaviour in Open Quantum Systems
我们推导出一个扩展的量子回归定理,便于计算两个时间的关联函数和发射光谱的系统进行非马尔可夫演化。推导过程利用了投影算子技术,得到了关联函数的显式运动方程,仅对系统-环境耦合强度进行了二阶展开,并在固定的初始时刻调用Born近似。结果被用来调查一个驱动的半导体量子点耦合到声学声子浴,在那里我们发现的非马尔可夫性质的动力学具有可观察到的签名的形式的声子边带的共振荧光发射光谱。此外,我们使用最近开发的非马尔可夫度量来证明从声子浴到量子点激子系统的相关信息流。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Theory of photoluminescence spectral line shapes of semiconductor nanocrystals
本文建立考虑激子效应、声子色散与激子-声子耦合的原子尺度模型,解释CdSe/CdS纳米晶体PL谱线随温度的演化,并给出窄线宽设计策略。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall
Magnetization dynamics affected by phonon pumping
通过动态磁化对声子的“泵浦”有望扩展磁振子器件的范围和功能。我们探讨了声子泵浦的影响,在很宽的频率范围内的厚钆镓石榴石衬底上的双层薄钇铁石榴石(YIG)薄膜的室温铁磁共振(FMR)谱。在低频率下,基特尔模式与体声波谐振器的驻波超声波相干杂交,以形成磁振子极化子,其引起磁化率的快速振荡,如之前所报道的。在更高的频率下,声子共振重叠,合并成传统的FMR线,但线宽增加。增加的谱线展宽的频率依赖性遵循声子泵浦理论在厚衬底极限下的预测。此外,我们发现大量的磁振子声子耦合的垂直自旋驻波(PSSW)模式。这证明了声模和磁模之间的模式重叠的重要性,并提供了一个工程的磁弹性模式耦合的路线。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall
Fractal non-Fermi liquids from moiré-Hofstadter phonons
我们从理论上探讨了晶格公度磁场中的二维云纹异质结构,作为非费米液体物理的典型模型的量子模拟的平台:费米表面耦合到波动的规范场。在这些莫尔-霍夫施塔特(MH)系统中,长波长声学声子与电子表现出类似于电子与二维规范场的奇异相互作用。这导致费米液体理论在低温下崩溃。我们表明,大莫尔单元单元尺寸,可调费米表面拓扑结构,并增强耦合层间滑动模式的组合,增强这些效果的许多数量级相比,散装晶体,将它们放置在实验范围内。虽然我们发现,渐近低温非费米液体制度仍然在令人望而却步的低温度下,可以观察到惊人的前体非费米液体签名,我们提出了表面声波衰减和量子振荡传输实验。我们还研究了MH声学极化子的运动,我们预测它表现出几何发散的有效质量和非常规的磁场标度的回旋共振频率和量子振荡幅度的标度。
2020-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface Phonon Hall Viscosity Induced Phonon Chirality and Nonreciprocity in Magnetic Topological Insulator Films
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学)
研究揭示磁性拓扑绝缘体薄膜中表面声子Hall黏性诱导声子手性与非反向性现象
2026-02-01 cond-mat.mes-hall
Observation of resonance fluorescence and the Mollow-triplet from a coherently driven site-controlled quantum dot
固态量子发射器的共振激发具有确定性地激发局域激子同时确保最大相干发射的潜力。在这项工作中,我们证明了相干耦合的激子局域在光刻定位,网站控制的半导体量子点的外部共振激光场。对于强连续波驱动,我们观察到的特征Mollow三重态和分析拉比分裂和边带宽度作为驱动强度和温度的函数。边带宽度随温度和驱动强度的平方线性增加,我们通过激子与纵向声学声子的耦合来解释。我们还发现拉比分裂随温度的增加,这表明温度诱导的激子波函数的离域导致的振子强度的增加。最后,我们证明了相干控制的激子激发态人口通过脉冲共振激发和观察的拉比振荡的阻尼与脉冲面积的增加,这是符合我们的激子-光子耦合模型。我们相信,我们的工作概述了实现完全可扩展的固态量子发射器平台的可能性。后者是更先进的集成纳米光子量子线路的关键先决条件之一。
2015-12-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of phonon-modified quantum dot photoluminescence intensity in structured photonic reservoirs
耦合到结构光子库的量子点的自发发射率由其局域光子态密度的频率依赖性决定。通过声子修饰,对于光子衰减时间变得与纵向声学声子衰减时间相当的某些光子结构,可以发生费米黄金法则的崩溃。提出了一个极化子主方程模型来计算相干激发量子点耦合到结构光子库的光致发光强度。我们考虑的半导体微腔和耦合腔波导的例子,并显示清晰的光致发光强度的光谱特征,包含独特的签名之间的相互作用的声子和光子浴耦合。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topical review on acousto-optical Floquet engineering of single-photon emitters
Wrocław University of Science and Technology(弗罗茨瓦夫理工大学)
本文综述了基于发射体的声光光学平台及其在声光Floquet工程中的可行性,通过理论分析共振荧光光谱,揭示了声光双驱动物理机制。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall
Non-Markovian perturbation theories for phonon effects in strong-coupling cavity quantum electrodynamics
声子相互作用在基于固态发射体或荧光分子的腔量子电动力学系统中是不可避免的,其中晶格或化学键的振动耦合到电子自由度。由于振动环境的非马尔可夫响应,以计算有效的方式描述这种效应仍然是一个重大的理论挑战。这是特别明显的,当发射极-腔耦合是可比的或大于典型的声子能量范围,和极化激元的形成与振动敷料的光学跃迁相一致。在这篇文章中,我们考虑了四种非马尔可夫微扰主方程方法来描述这种动力学在广泛的轻物质耦合强度,并将它们与使用张量网络的数值精确参考计算进行比较。主方程推导出使用不同的基础变换和微扰展开在新的基础上,随后介绍和分析。我们发现有两种方法特别成功和强大。其中第一个是建议和发展在这篇文章中,是基于激子腔极化激元的振动敷料。这使得描述不同的声子极化激元边带时出现的极化激元分裂超过了典型的声子频率标度的环境。第二种方法是基于变分优化的极化振动敷料的电子状态。这两种方法都表现出良好的定性和定量的协议与参考计算的发射光谱和数值上的鲁棒性,即使在高温下,热声子人口是显着的。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Inter-dot coupling and excitation transfer mechanisms of telecommunication band InAs quantum dots at elevated temperatures
我们研究了单个InAs/InGaAlAs量子点在光通信波段的光致发光温度依赖性。高密度点生长在InP衬底上,并且通过处理合适的纳米尺寸台面来选择较小的点数量。利用这种台面内部的少量点系综,系统地研究了它们的温度稳定性、点间电荷转移以及载流子的捕获和逃逸机制。这包括对点集合和单个点的讨论。在单点性质中,我们研究了发射线从零声子线到声子边带主导的线型随温度的变化。此外,单复合线的存在下,温度约为150 K的证明。
2012-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Exciton-Phonon Coupling and Band-Gap Renormalization in Monolayer WSe$_{2}$
使用一个完全从头算方法,我们演示了如何晶格振动与单层WSe 2中的中性激子耦合,并有助于非辐射激子寿命。我们表明,只有同时处理电子-电子和电子-声子相互作用,才有可能获得与实验结果空前一致的零温和有限温光学带隙和吸收谱。裸能通过求解Kohn-Sham方程计算,而激发态能则采用G $_{0}$ W $_{0}$多体微扰理论计算.结合极化子能量求解了耦合的电子-空穴Bethe-Salpeter方程,表明面内扭转声学声子分支对A和B激子的建立贡献最大。我们发现,三个A,B和C激子峰表现出不同的行为与温度,显示不同的非辐射线宽。激子的强度随温度的变化没有明显的变化,但A激子比C激子具有更暗的性质。此外,所有激子峰随着温度升高而红移。声子相互作用和非谐晶格热膨胀对裸电子能量的重整化导致带隙随温度的升高而减小。零点能量重整化(31毫电子伏)被认为是完全由于极化相互作用与晶格非谐的贡献可以忽略不计。这些发现可能会对基于这些单层的电子和光电子器件技术产生深远的影响。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Multimode optomechanics with a two-dimensional optomechanical crystal
本文设计并实验演示了一种二维机械-光学-机械平台,实现慢光波导与两个约7 GHz声子模式的色散耦合,展示高品质因子和动态背作用,为混合量子系统提供重要进展。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dynamical diffraction formalism for imaging time-dependent diffuse scattering from coherent phonons with Dark-Field X-ray Microscopy
Stanford University(斯坦福大学);SLAC National Accelerator Laboratory(SLAC国家加速器实验室);SIMES, Stanford University(斯坦福大学同步辐射实验站);PULSE Institute, Stanford University(斯坦福大学脉冲科学研究所);Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie(马克斯·玻恩非线性光学和超快光谱学研究所)
本文提出利用暗场X射线显微镜通过时间依赖的强度振荡侧带研究相干声子动力学,克服了传统方法的频率分辨率限制,实现了空间和倒易空间的联合分析。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cavity-enhanced simultaneous dressing of quantum dot exciton and biexciton states
利用光致发光光谱,我们证明了高Q微柱腔中单个半导体量子点的真空-激子和激子-双激子跃迁的同时修整。双激子的共振双光子激发是通过相对于腔模光谱调谐量子点发射来实现的。腔耦合到两个跃迁,并放大同样谐振的连续激光器的拉比频率,从而驱动跃迁。我们观察到强场分裂的发射线,这取决于驱动拉比场的振幅和腔激光失谐。驱动4能级原子的缀饰态理论正确地预测了在发射光谱中观察到的不同的光谱跃迁,并且通过极化子主方程方法进一步提供了对发射光谱的详细描述,该方法考虑了半导体介质的腔耦合和声学声子相互作用。
2015-09-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron-phonon interaction effects in semiconductor quantum dots: a non-perturbative approach
考虑了包含两个电子态和多个光学声子模的量子点模型中的多声子过程,同时考虑了能级内和能级间项。哈密顿量是完全对角化的,包括有限数量的多声子过程,足够大,以保证结果可以被认为是准确的,在物理上重要的能量区域。通过计算电子格林函数和量子点介电函数研究了其物理性质。当包括层内和层间相互作用时,计算的光谱允许解释先前发表的球形和自组装量子点的实验结果,如增强的2LO声子副本的吸收光谱和上转换的光致发光。一个明确的计算的谱线形状由于与连续的声学声子的水平内相互作用,其中的多声子过程也被证明是重要的。指出在一定条件下,这种相互作用可以导致稳态极化子系统的弛豫。
2003-12-16 cond-mat.mes-hall
Theory of non-Markovian dynamics in resonance fluorescence spectrum
我们提出了一个详细的理论研究的非马尔可夫动力学的驱动半导体量子点(QD)的荧光光谱,嵌入在一个腔体中,并耦合到一个三维(3D)声学声子水库。特别是,我们调查的影响,纯移相的侧峰的Mollow三重态光谱,表示在非对角元素的减少系统运营商。量子点被建模为一个两能级系统,其中激发态代表单个激子,而基态代表没有激子。耦合到腔的辐射模式内处理通常的玻恩-马尔可夫近似,而点声子耦合内讨论超出玻恩近似的非马尔可夫制度。利用运动方程技术,精确求解了点-声子耦合,发现精确结果与玻恩近似下的结果一致。此外,对声子相互作用进行了马尔可夫近似,并在不同的声子浴温度下与非马尔可夫线形进行了比较。我们已经发现,耦合到声子消失的共振泵浦激光器。对于非共振泵浦,我们研究了点激光失谐量和声子池温度对线型的影响。边带随着声子浴温度的升高而明显变窄,并具有不对称的形状。我们已经用量子点能级的修饰态图像解释了这种行为。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall
Resonance fluorescence spectra from semiconductor quantum dots coupled to slow-light photonic crystal waveguides
利用极化子主方程方法研究了相干驱动的量子点耦合到声子池和具有丰富局域光子态密度的光子晶体波导中的共振荧光光谱.已知半导体晶体中量子点的共振荧光光谱显示出强烈的电子-声子相互作用特征,但当耦合到结构化光子库时,量子点发射特性也由光子库的LDOS的频率依赖性决定。在这里,我们调查的同时作用耦合光子和声子浴上的特征Mollow三重态光谱从强驱动的量子点。作为一个结构光子储库的例子,我们首先研究了一个光子晶体耦合腔波导,发现光子和声子在耦合腔波导的上模边缘附近具有反相互作用,从而建立了它们各自的作用在确定发射光谱中的重要性。一般的理论是任意光子水库,并进一步应用于确定共振的荧光光谱从一个现实的,无序的W1光子晶体波导显示重要的光子-声子相互作用的影响,是直接相关的新兴的实验和理论建议。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph