Magnetic light amplification by stimulated emission of radiation in subwavelength systems of a dielectric cavity and magnetic quantum emitters
本文提出由高折射率介电腔和磁量子发射体构成亚波长磁激光器，推导实现条件，并通过硅盘等系统数值验证其可行性，发现磁Purcell因子可比电Purcell因子高约10^3倍，为增强磁光-物质相互作用开辟新途径。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-Efficient Coupling of a Quantum Emitter to the Tunable Guided Plasmons of a Carbon Nanotube
我们发现，一个单一的量子发射器可以有效地耦合到一个高度掺杂的单壁碳纳米管（SWCNT）的可调等离子体激元。这些准一维碳结构中的等离子体激元表现出深亚波长限制，其在非常宽的光谱范围内将耦合效率推至接近100%。这种现象发生的距离和管直径包括纳米和微米尺度。特别是，我们发现距离直径仅为几纳米的SWCNT 1-100 nm的QE的β因子约为1，而相应的Purcell因子超过10^6。我们的发现不仅为波导QED提供了巨大的潜力，其中发射器和腔模之间的有效相互作用是关键，而且它还提供了一种实现由SWCNT等离子体介导的多个发射器之间的量子强耦合的方式，这可以通过这些激发的大电光可调谐性来控制。
2015-10-22 cond-mat.mes-hall
Semiconductor Nanopillar as a Single-Photon Emitter and its Optimal Design
制备了InAs/GaAs半导体量子点纳米柱阵列。考虑到量子点密度，柱直径被确定为柱中仅涉及几个量子点。柱阵列的晶格常数被优化，使得只有一个柱耦合到光纤芯，而没有任何特定的操作。关于光子源和光学设置的这种结构考虑有助于单光子产生的高纯度。为了提高光子源的光子提取效率，我们在圆柱阵列周围制作了金属腔结构。干法刻蚀和湿法刻蚀的结合实现了功能设计的三维结构。这样的制造过程面临着实现良好优化的单光子发射器。
2021-10-30 cond-mat.mes-hall
Highly-efficient spintronic terahertz emitter enabled by metal-dielectric photonic crystal
自旋太赫兹（SpintronicTHz，THz）辐射源与商用THz辐射源相比，具有频谱宽、成本低、使用灵活等优点，近年来引起了人们的极大兴趣。在过去的几年中，人们在优化材料成分和结构几何方面进行了努力，并且转换效率已经接近ZnTe晶体。当前设计的缺点之一是相当有限的激光吸收-超过50%的能量被浪费，因此转换效率受到限制。在这里，我们从理论上提出并实验证明了一种新的设备，充分利用激光强度和显着提高转换效率。该器件由金属-介质光子晶体结构组成，利用多个散射波之间的干涉，同时抑制激光的反射和透射，并对激光场分布进行整形。实验检测到的激光吸收和太赫兹产生显示与理论计算一一对应。我们实现了最强的太赫兹脉冲发射，提出了1.7倍的改进相比，目前设计的自旋电子发射器。该工作从光学角度为提高自旋电子太赫兹辐射器的性能开辟了一条新的途径。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmon-mediated superradiance near metal nanostructures
我们开发了一个理论的合作发射光的发射器，如荧光分子或半导体量子点，位于附近的金属纳米结构支持表面等离子体的合奏。在这样的系统中，合作发射的主要机制是发射器和等离子体激元之间的共振能量转移，而不是发射器之间的Dicke辐射耦合。我们确定了两种类型的发射器之间的等离子体耦合，（i）等离子体增强的辐射耦合和（ii）等离子体辅助的非辐射能量转移，它们之间的竞争管理系统本征态的结构。具体地说，当发射器从金属表面移除超过几个nm时，发射由三个超辐射态主导，具有与单个发射器相同的量子产率，导致系综辐射能量的急剧减少，而在较小的距离处，合作行为被非辐射跃迁破坏。在系综量子效率的距离依赖性中，可以观察到两个区域之间的交叉。我们的数值计算，将直接和等离子体辅助的相互作用的发射器之间的表明，他们不破坏等离子体迪克效应。
2010-08-20 cond-mat.mes-hall
Selectively addressing plasmonic modes and excitonic states in a nanocavity hosting a quantum emitter
理解和控制量子发射体的激子态与纳米腔的等离子体激元模式之间的相互作用是当前最相关的科学挑战之一，是从量子信息处理设备到极化激元催化剂的许多应用开发的关键。在本文中，我们证明了封闭在金属表面和扫描隧道显微镜的尖端之间的等离子体纳米腔中的C60纳米晶体的隧道电致发光，并且通过薄NaCl膜与金属表面隔离，可以从宽发射光谱（揭示腔的等离子体模式）切换到窄带发射，通过改变施加到所述结的偏置电压来仅显示所述C60分子的激子态。等离子体激元发射被发现在相同的电压区域中的非弹性隧道跃迁的速率是大的，因此，消失的大电压。激子发射，另一方面，占主导地位的光谱在高电压区，其中的非弹性率低，表明激子不能创建一个非弹性隧道过程。这些结果指出了新的可能机制来解释量子发射体的隧道电致发光，并为开发电可调纳米级光源提供了新的途径。
2022-06-30 cond-mat.mes-hall
Quantum suppression of shot noise in field emitters
本文用Landauer-Buttiker方法分析了强电场作用下电子发射的散粒噪声。与以前的研究相比，真空管发射器，我们表明，在新一代的电子发射器，缩小到纳米尺寸，散粒噪声远小于肖特基噪声是可观察的。碳纳米管场致发射体是观察量子分配引起的散粒噪声抑制效果的可能候选者之一。
2003-03-26 cond-mat.mes-hall
Modified Langevin noise formalism for multiple quantum emitters in dispersive electromagnetic environments out of equilibrium
Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Department of Electrical Engineering and Information Technology, Università degli Studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学电气与信息工程学院）
本文提出改进的兰格vin噪声形式，用于研究非平衡电磁环境中多个量子发射体与复杂介电体的相互作用及动力学。
2026-02-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum emitter coupled to plasmonic nanotriangle: Spatially dependent emission and thermal mapping
在这里，我们报告我们的研究辐射和非辐射之间的相互作用的单个量子发射体和各向异性的等离子体纳米结构：一个黄金纳米三角形。我们的理论和三维电磁模拟研究突出了量子发射体的偶极取向、等离子体纳米结构的各向异性以及发射体和等离子体几何结构之间的辐射和非辐射能量转移过程之间的有趣联系。对于量子发射体的面外取向，总衰减率和非辐射衰减率被发现是最大的，示出辐射提取效率为0.678。此外，对于相同的取向，辐射衰减速率更大，并且相对于纳米三角形显示出明显的空间依赖性。我们的研究有两个方面的直接影响：设计纳米粒子的光学天线，以控制从单个原子和分子的发射和几何控制到等离子体衰变通道的发射淬灭。
2018-06-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dipole-dipole shift of quantum emitters coupled to surface plasmons of a nano-wire
将量子发射器放置在金属纳米线附近，由于发射器与线的表面等离子体模式之间的强耦合，可以在与谐振波长相比大的距离上实现有效的相互作用。这导致修改集体衰变率，以及兰姆和偶极-偶极位移。在本文中，我们提出了一个通用的方法来计算这些能级位移，我们随后适用于一对原子耦合到纳米线的导模的情况下。
2011-05-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Few-emitter lasing in single ultra-small nanocavities
激光在信息存储、处理、通信、传感、生物研究和医学应用中无处不在[1]。为了减少它们的能量和材料使用，一个关键的探索是将激光器降低到纳米腔[2]。获得最小的模式体积需要等离子体纳米腔，但对于这些，增益仅来自单个或几个发射器。到目前为止，由于低增益和高腔体损耗，这种器件中的激光是无法获得的[3]。在这里，我们展示了一个等离子体纳米激光接近单分子发射区制度。激光跃迁显著加宽，并且取决于分子的数量和它们各自的位置。我们证明了这可以通过发展一种理论方法[4]来理解，该方法扩展了以前的弱耦合理论[5]。我们的工作为开发纳米激光应用铺平了道路[2，6，7]以及在少数发射器限制下的基础研究[5，8，9]。
2021-07-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupling of a Single Quantum Emitter to End-to-end Aligned Silver Nanowires
我们报告的观察耦合一个单一的氮空位（NV）中心的纳米金刚石晶体的银纳米线的传播等离子体模式。将银纳米线放置在单个银纳米线的顶点附近或两个端对端对齐的银纳米线之间的间隙中。我们观察到增强的NV中心的衰减率在这两种情况下，作为耦合到等离子体激元的结果。这些器件是用扫描探针技术纳米组装的。通过模拟，我们表明，端到端对齐的银纳米线可以用作可控的分裂器从偶极发射器的发射。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Macroscopic QED for quantum nanophotonics: Emitter-centered modes as a minimal basis for multi-emitter problems
我们从量子纳米光子学的角度对宏观量子电动力学的框架进行了概述。特别是，我们把注意力集中在三个方面的理论，这是至关重要的量子光学现象的描述纳米光子结构。首先，我们回顾了光-物质相互作用哈密顿量本身，特别强调了它的规范独立性和最小和多极耦合方案。其次，我们讨论了经典电磁场对量子光学系统的外抽运的处理。第三，我们引入了一个精确的，完整的和最小的基场量子化的多发射极配置，这是基于所谓的发射极中心模式。最后，我们说明了这种量子化方法在一个特定的混合metaldielectric几何形状：两个量子发射器放置在附近的二聚体的Ag纳米球嵌入在SiN微盘。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electrical control of lifetime-limited quantum emitters using 2D materials
固态量子发射体作为集成单光子源和光学纳米探针是量子纳米光子学的重要组成部分。将这种发射器与有源纳米光子元件集成是期望的，以便获得对它们的光学性质的有效控制，但是通常会降低发射器本身的光稳定性。在这里，我们展示了一个可调的混合器件，集成了寿命有限的单发射器（线宽：40 MHz）和2D材料在亚波长分离，而不会降低发射性能。我们的器件具有纳米级尺寸，可实现超宽带调谐（调谐范围大于400 GHz）和发射能量的快速调制（频率：100 MHz），这使其成为一种集成的超紧凑可调谐SPS。相反，这提供了一种使用单个发射器作为纳米探针来光学感测2D材料特性的新方法。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
A Single-Emitter Gain Medium for Bright Coherent Radiation from a Plasmonic Nanoresonator
我们从理论上证明了相干纳米等离子体激元的产生和辐射由一个单一的三能级量子发射器上的等离子体激元纳米谐振器。通过泵浦拉曼配置中的三能级发射器，我们展示了一种途径，以实现宏观积累的纳米等离子体由于受激发射的纳米谐振器，尽管他们的快速弛豫。由于纳米谐振器的天线效应，该系统作为一个高效和明亮的纳米相干光源，具有数百太赫兹的光子发射率，可以在室温下以脉冲模式用固态发射器实现。我们提供的结果的物理解释，并讨论其实现和超紧凑的光电子集成的影响。
2017-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Top-down fabrication of plasmonic nanostructures for deterministic coupling to single quantum emitters
金属纳米结构可用于通过表面等离子体激元在芯片上捕获和引导单光子发射器的发射。为了开发和表征基于发射体-等离子体激元混合结构的光子器件，期望用于这种结构的确定性和可扩展的制造方法。在这里，我们展示了确定性和可扩展的自上而下的制造金属线到预选的氮空位中心的纳米金刚石使用洁净室纳米制造方法。我们观察到发射器发射的寿命减少，这与使用非确定性制造方法的早期原理验证实验一致。这一结果表明，自上而下的制造是一个有前途的技术，用于处理未来的设备具有单光子发射器和等离子体纳米结构。
2013-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quasi-Chiral Interactions between Quantum Emitters at the Nanoscale
我们提出了一个结合经典和量子电动力学描述的两个圆偏振量子发射器之间的耦合举行以上的金属表面支持表面等离子体。取决于它们的位置和它们的固有频率，发射极-发射极相互作用从互易性发展到非互易性，这使得该系统成为在纳米级手性耦合的高度可调平台。通过放松严格的材料和几何约束的手征，我们探讨了系统中的相干和耗散耦合机制之间的相互作用。因此，我们揭示了一个准手征制度，其中它的量子光学性质是由其subradiant状态，引起非常尖锐的光谱特征和强的光子相关。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spectral densities of a dispersive dielectric sphere in the modified Langevin noise formalism
本文在修正朗之万噪声形式主义的宏观量子电动力学框架下，推导了均匀色散介质球的介质辅助、散射辅助及温度相关有效谱密度的解析表达式，解决了两库不同初始热态下标准方法失效问题，并研究了量子发射器动力学。
2025-08-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic coupling of site-controlled quantum emitters in monolayer semiconductors to plasmonic nanocavities
固态单量子发射器是片上光子量子技术的关键资源，需要有效的腔-发射器耦合来实现超越单节点水平的量子网络。以前增强光-物质相互作用的方法依赖于在随机定位的量子点或色心周围形成纳米腔，但缺乏对量子发射器本身的空间控制，而这是缩放所需的。在这里，我们展示了一种确定性的方法来实现珀塞尔增强光刻定义的位置使用尖锐的角落的金属纳米立方体的电场增强和变形的二维材料。对于形成单层WSe 2的3 × 4应变诱导激子量子发射体阵列，我们显示了自发发射率增强，其中Purcell因子（FP）高达FP=1050（平均FP=272），单光子纯化和腔增强的量子产率从最初的1%增加到15%。我们的纳米等离子体平台的实用性适用于其他2D材料，包括氮化硼，为量子光子学开辟了新的进展。
2018-04-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Radiative enhancement of single quantum emitters in WSe2 monolayers using site-controlled metallic nano-pillars
等离子体纳米结构提供了一种有效的方法来控制和增强量子发射器的辐射特性。将这些结构耦合到低维材料中的单个缺陷提供了一个特别有前途的材料平台来研究发射体-等离子体相互作用，因为这些发射体没有嵌入周围的电介质中。因此，它们可以接近纳米级距离的近场等离子体激元模式，从而可能实现强的光-物质相互作用。然而，这种耦合需要发射器与结构的等离子体激元模式的精确对准，这在位点控制结构中特别难以实现。我们提出了一种在二维二硒化钨（WSe 2）中产生量子发射体的技术，该技术耦合到位置控制的等离子体纳米柱。等离子体纳米柱在二维材料中诱导应变，这在等离子体模式的高场区域附近产生量子发射体。纳米柱模式的电场接近于平行于二维材料，并且因此处于正确的取向以耦合到量子发射器。发射体和等离子体激元模式之间的相互作用导致增强的自发发射和增加的亮度。这种方法可以实现用于量子通信和光学量子计算中的应用的亮位点控制的非经典光源。
2018-04-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Spin emitters beyond the point dipole approximation in nanomagnonic cavities
在从量子信息科学到自由基的纳米化学的广泛领域中，对发射体的自旋状态之间的跃迁速率的控制是至关重要的。我们提出了一种方法来驱动一个电和磁偶极子禁戒的自旋发射体的过渡，将其放置在一个纳米磁腔，需要一个描述的自旋发射体超越点偶极子近似和真空磁场的纳米磁腔与一个大的空间梯度的自旋发射体的体积。我们专门研究了金刚石中的SiV $^-$缺陷，其塞曼分裂基态包括用于固态量子信息处理的逻辑量子比特，耦合到作为能够将微波磁场集中到深亚波长体积中的模型纳米磁性腔的磁性纳米颗粒。通过对SiV $^-$自旋轨道的第一性原理模拟，我们计算了磁偶极允许跃迁和磁偶极禁戒跃迁的自旋跃迁密度，并计算了它们与纳米磁腔中各种多极模的耦合率.我们设想使用这样一个框架的量子态转导和自旋量子比特在GHz频率尺度的状态准备。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dressed states of a quantum emitter strongly coupled to a metal nanoparticle
混合分子-等离子体纳米结构已经证明了它们在纳米尺度上的表面增强光谱学、传感或量子控制方面的潜力。在这项工作中，我们研究了强耦合制度，并明确描述了金属纳米粒子的局域等离子体激元和量子发射体的激发态之间的杂化，提供了一个简单而准确的理解的能量交换完全类比腔量子电动力学处理和修饰原子图片。近场发射和远场辐射进行了讨论，揭示了丰富的光学纳米晶体。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Modelling spatio-temporal dynamics of chiral coupling of quantum emitters to light fields in nanophotonic structures
放置在纳米光子结构中的量子发射器可以导致非互易现象，如手性光激发。在这里，我们提出了一个理论模型来耦合的圆极化发射器描述的密度矩阵形式主义的电磁场内的时域有限差分（FDTD）模拟。特别是，我们讨论了如何实现复杂的电场的模拟，利用旋转波近似。通过将我们的模型应用于介质波导中的量子发射器和光环行器，我们展示了量子系统的激发如何依赖于它的位置和偏振。反过来，反向耦合可以导致强烈的非对称光激发。我们的框架和结果将有助于更好地理解包含量子发射器的纳米光子结构中光场的时空动力学。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Extraordinary subradiance with lossless excitation transfer in dipole-coupled nano-rings of quantum emitters
亚波长间隔的偶极耦合量子发射器环具有很少的辐射，但非常多的亚辐射集体模式。这些显示出形成纳米级高Q光学谐振器的3D限制的空间辐射场图案。我们表明，定制的几何形状，方向和两个这样的环之间的距离允许增加相干环到环耦合与自由空间发射的几个数量级的比率。特别是，我们发现，次辐射激发，当离域在几个环网站，有效地传输之间的环具有高保真度。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic exciton confinement in 2D semiconductors via local dielectric engineering for scalable quantum light sources
Micro Nanoelectronics Research Center, Department of Electrical and Computer Engineering, Technion（微纳电子研究中心，电气与计算机工程系，以色列理工学院）；Institute of Applied Physics, The Faculty of Science and The Center for Nanoscience and Nanotechnology, The Hebrew University of Jerusalem（应用物理研究所，理学院，纳米科学与纳米技术中心，耶路撒冷希伯来大学）
通过局部介电工程在二维半导体中实现确定性激子限制，为可扩展量子光源提供实用且可扩展的集成方案。
2025-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interacting quantum plasmons in metal-dielectric structures
我们发展了一个一致的量子描述的表面等离子体与量子发射器和外部电磁场的相互作用。在色散和吸收介质中的宏观电动力学框架内，我们推导出，在马尔可夫近似下，正则哈密顿量，交换关系，和耦合参数的任意形状的金属介质结构的特征尺寸远低于衍射极限的等离子体模式。然后，我们开发了一种新的量子方法桥接的宏观和规范的计划，其中描述了相互作用的等离子体的玻色子模式与线性色散的电磁场和量子发射器的耦合介导的经典等离子体。通过准确地占介质的光学色散和损失的表面等离子体激元与光和本地化的电子激发的相互作用，这种方法可以作为一个框架，研究非马尔可夫效应等离子体激元。
2021-01-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Collectively induced exceptional points of quantum emitters coupled to nanoparticle surface plasmons
由非厄米简并引起的例外点具有增强量子传感能力的潜力。因此，在不同的量子系统中找到例外点对于开发这种未来的传感设备至关重要。利用增强的光-物质相互作用在金属纳米颗粒表面上的封闭体积中，在这里，我们从理论上证明了在由量子发射器耦合到亚波长尺度的金属纳米颗粒组成的系统中存在例外点。通过使用分析量子电动力学的方法，例外点表现为一个强耦合效应的结果，并观察到在一个激烈的分裂原来合并的本征能。此外，我们表明，例外点也可以发生时，一些量子发射器集体耦合到局部表面等离子体的偶极模式。这样的量子集体效应不仅放松了对单个发射体的强耦合要求，而且还导致更稳定地产生例外点。此外，我们指出，例外点可以明确地揭示在功率谱。广义的信噪比，占功率谱中的频率分裂和系统的耗散，清楚地表明，耦合到纳米粒子的量子发射器的集合提供了更好的性能检测异常点，相比于单个量子发射器。
2020-01-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Deterministic coupling of a quantum emitter to surface plasmon polaritons, Purcell enhanced generation of indistinguishable single photons and quantum information processing
集成光子电路是全光、片上量子信息处理和量子计算机的重要组成部分。纳米等离子体电路中的确定性集成单光子源导致了在衍射极限之外操作的密集封装的可扩展量子逻辑电路。在这里，我们报告的耦合效率的单光子源的等离子体波导，特征传输光谱，传播长度，衰减长度，和等离子体的珀塞尔因子。我们模拟了金属-介质-金属波导中不同宽度介质的透射谱，以找到合适的波长。发现Al $_{2}$ O $_{3}$的最大传输长度为3.98 m，介电宽度为140 nm，耦合效率大于82%.发现等离子体Purcell因子与介电宽度（w）成反比，当w等于1 nm时，其高达31974。我们还计算了光子的量子特性，如不可逆性，发现如果单光子源是确定性耦合的，它可以通过等离子体纳米腔增强。进一步，我们提出了一个可扩展的金属-介质-金属波导基于量子逻辑电路使用的等离子体电路和马赫-曾德尔干涉仪。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chirality of nanophotonic waveguide with embedded quantum emitter for unidirectional spin transfer
可扩展的量子技术需要在存储量子信息的物质量子比特和在集成电路和波导中携带信息的光子量子比特之间进行忠实的转换。我们证明了在纳米光子波导中产生的电磁场手性导致从嵌入的量子点量子发射器的单向发射，从而在平面内传输物质量子比特（自旋）信息。尽管波导的几何形状和材料是非手性的，但手性行为仍然发生。利用量子点配准技术，我们实现了量子发射器确定性地定位在一个手征点上，并通过设计实现了自旋路径转换。我们测量并比较了单模纳米束和光子晶体波导中的现象。前者是更宽容的点的位置，表现出高达95 +/- 5%的实验自旋路径读出，并有可能作为未来的自旋逻辑和网络实现的基础。
2015-06-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanodiamonds with photostable, sub-gigahertz linewidths quantum emitters
具有窄线宽的单光子发射器在量子信息处理和量子通信中的应用受到高度追捧。在这封信中，我们报告了一个明亮的，高度偏振的近红外单光子发射器嵌入在金刚石纳米晶体与窄，亚GHz的光学线宽在10 K。在低功率共振激发下，在~ 780 nm处观察到的零声子线是光学稳定的，并且随着激发功率的增加而发生蓝移。我们的研究结果突出了在纳米金刚石中使用新的近红外色心用于量子应用的前景。
2017-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Direct Nano-Imaging of Light-Matter Interactions in Nanoscale Excitonic Emitters
本文利用近场纳米光谱研究Au衬底上CdSe/CdxZnS1-xS纳米片的激子与间隙等离激元强耦合及表面等离激元定向传播，并通过介电环境调控实现光场限制与面内发射的工程设计。
2022-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tailoring the carrier mobility of semiconducting nanowires by remote dielectrics
薄半导体纳米线的电介质环境可以影响线内部的电荷传输特性。在这项工作中，它示出了薄纳米线内的库仑杂质散射可以通过用高k电介质涂覆线来强烈阻尼。这将导致导线内自由电荷的迁移率增加。
2009-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reconstruction of the wavefunctions of coupled nanoscopic emitters using a coherent optical technique
我们表明，使用相干的，空间分辨光谱，复杂的混合波函数可以被解开到个人的波函数的个人发射器。通过这种方式，可以获得远场光谱学中不可用的关于各个发射器的耦合的详细信息。所提出的量子态层析成像依赖于通过空间局部化脉冲选择性地单独激发每个发射器的能力。耦合半导体Ga/InAs量子点的模拟，使用现有的纳米等离子体激元中的光场，表明甚至可以从测量的光谱中去除不需要的共振。该方法也可用于研究光合作用和人工捕光过程中色素的内部耦合。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
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
Topological Defects in Semiconducting Carbon Nanotubes as Triplet Exciton Traps and Single-Photon Emitters
本研究通过密度泛函理论揭示(6,5)碳纳米管中螺旋Stone-Wales缺陷可捕获三重态激子，并凭借弱电子-声子耦合成为电信波段单光子发射体。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical study of lithographically defined, subwavelength plasmonic wires and their coupling to embedded quantum emitters
我们提出了一个光学调查的表面等离子体激元传播沿纳米金线，光刻限定在GaAs衬底上。一个两轴共聚焦显微镜被用来执行空间和偏振分辨测量，以确认引导表面等离子体激元的长度范围从$5-20 μm$沿纳米线的横向尺寸只有$\approx 100 nm$。有限差分时域模拟用于证实我们的实验观察，并强调潜在的近端量子点发射器耦合到传播等离子体激元模式在这样的极端亚波长设备。我们的研究结果是基于半导体的集成等离子体和有源量子等离子体纳米系统，合并量子发射器与纳米等离子体元件的发展具有很强的相关性。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrashort Carbon Nanotubes with Luminescent Color Centers are Bright NIR-II Nano-Emitters
本文报道长度远小于100 nm的色心功能化超短碳纳米管在NIR-II窗口具有惊人亮度，单管量子产率可达20%，并展示了其在厚脑组织中的高分辨率三维纳米成像应用。
2025-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanometer Scale Spectral Imaging of Quantum Emitters in Nanowires and Its Correlation to Their Atomically Resolved Structure
我们报告的光谱成像在紫外到可见光范围内的纳米尺度分辨率的紧密包装的GAN/AlN量子盘在单独的纳米线使用改进的定制阴极发光系统。我们证明了测量单个量子发射体的全光谱特征的可能性，这些发射体小至1 nm，彼此之间仅相隔几纳米，并且能够将它们的光学特性与它们的尺寸相关联，用原子分辨率测量。量子盘尺寸和发射波长之间的直接相关性提供了量子限制斯塔克效应的证据，该量子限制斯塔克效应导致厚于2.6 nm的盘的发射低于体GAN带隙。借助于模拟，我们表明，在所研究的量子盘的内部电场是小于预期的量子阱的情况下。我们显示了一个明确的分散的证据，不同的量子盘的发射波长相同的大小，但不同的位置沿导线。这种分散系统相关的AlN壳涂层的线的直径的变化，并因此归因于相关的应变沿线的变化。目前的工作开辟了道路的量子限制在紧密堆积的量子发射极的基础研究和表征的光电子器件呈现载流子局域化的纳米尺度。
2012-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing Collective Emission in the Single-to-Bulk Transition of Quantum Emitters in Nanodiamond Agglomerates
单个量子发射器构成了新兴量子技术的基本构建块。这些发射体的集体效应可能会进一步提高应用程序的性能。然而，当将材料缩放到更大的尺寸时，集体效应可能会被过渡到体属性所覆盖。在这里，我们探测纳米金刚石团聚体中氮空位（NV）中心的光学性质。我们量化的过渡从个别发射体发射荧光寿命测量，并找到一个过渡发生在发射器周围的$\sim 3$波长的长度尺度。虽然我们的寿命测量是一致的超辐射衰变，二阶关联函数，这是一个标准的措施，以揭示集体性质，未能探测集体效应，为我们的情况下，集体贡献域的排放。因此，我们提出并应用了一种新的措施来跟踪集体效应的基础上的波动统计的发射光。我们的工作指向系统地研究可扩展固态量子系统中的集体效应，并将其用于高掺杂纳米金刚石团聚体中的量子光学应用。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Highly Efficient Coupling of Nanolight Emitters to a Ultra-wide Tunable Nanofibre Cavity
固态微腔结合了超小模体积、宽范围谐振频率调谐以及与单模光纤的无损耦合，是纳米光子学和量子网络的不可或缺的工具。我们开发了一个集成系统，提供所有这三个不可或缺的属性。它由一个纳米光纤布拉格腔（NFBC）组成，模式体积小于1微立方米，在可见光波长下可重复调谐能力超过20 nm。为了证明量子光-物质相互作用，我们建立了量子点与我们的可调谐NFBC的耦合，并实现了2.7倍的发射增强。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Single-Emitter Spectra from an Ensemble
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Samsung Advanced Institute of Technology, Samsung Electronics（三星先进技术研究所，三星电子）
SPICEE是一种通过光谱过滤技术从集体样品中恢复单粒子发射线形的高通量工具，用于准确表征纳米尺度系统的单发射体特性。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
