Fluid photonic crystal from colloidal quantum dots
我们研究了作用在半导体量子点上的光学力以及力驱动量子点在胶体中的运动。在量子点激子跃迁的光谱范围内，当光子能量接近激子能量时，量子点的极化率急剧增加。它导致梯度和散射对光学力的贡献的共振增加，这使得能够有效地操纵点。我们发现，胶体的光栅导致形成的流体光子晶体的空间周期性循环通量和密度的点。半导体量子点的显著共振介电响应使得能够分离具有不同激子频率的量子点。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Surface plasmons in a metal nanowire coupled to colloidal quantum dots: Scattering properties and quantum entanglement
研究了金属纳米线与两个胶体量子点强耦合时的单表面等离激元相干输运。通过求解相应的本征方程，得到了透射系数和反射系数的解析表达式。当量子点间距等于表面等离子体激元半波长的倍数时，两个量子点的波函数可以产生远程纠缠。此外，通过向量子点施加经典激光脉冲，纠缠态可以存储在与表面等离子体激元去耦的亚稳态中。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Strain Influence on Optical Absorption of Giant Semiconductor Colloidal Quantum Dots
采用线性连续介质弹性力学方法模拟了球对称核壳结构的晶格失配应变场。分析了应变对核/壳/壳型大尺寸球形半导体量子点的能量结构和线性光吸收的影响。发现由涂层引起的光激发载流子的局域化在解释大的CdSe/CdS/ZnS和ZnTe/ZnSe/ZnS量子点的光学稳定性中起着重要作用。
2014-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin--flip Limited Exciton Dephasing in CdSe/ZnS Colloidal Quantum Dots
在CdSe/ZnS纤锌矿量子点中的最低亮激子的退相时间测量从5 K到170 K，并使用灵敏的三光束四波混频技术不受光谱扩散影响的激子精细结构内的密度动力学进行比较。纯退相通过声学声子占主导地位的初始动力学，其次是指数零声子线退相的109 ps在5 K，远快于10 ns激子辐射寿命。零声子线退相是由声子辅助的自旋翻转从最低亮态到暗激子态来解释的。这证实了激子寿命的温度依赖性和直接测量的亮暗激子弛豫。我们的研究结果给出了一个明确的证据，在这些纳米晶体的激子退相的物理起源。
2011-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Single Photon Emission from Colloidal Lead Halide Perovskite Quantum Dots
化学制备的胶体半导体量子点长期以来一直被提出作为量子光学中的可缩放和颜色可调的单发射器，但它们通常遭受禁止的非相干发射。我们现在证明，单个胶体卤化铅钙钛矿量子点（PQD）显示出高效的单光子发射，光学相干时间长达80 ps，这是其210 ps辐射寿命的一个可观的部分。这些测量结果表明，PQD应该被探索为不可区分的单光子和纠缠光子对源的构建模块。我们的研究结果为基于卤化铅钙钛矿的量子发射器的合理设计提供了一个起点，该量子发射器具有快速发射，宽光谱可调谐性，可扩展生产，并且受益于已被证明用于胶体材料的纳米光子组件的混合集成。
2018-12-31 cond-mat.mes-hall
Carrier-Dopant Exchange Interactions in Mn-doped PbS Colloidal Quantum Dots
利用圆偏振磁光致发光研究了Mn掺杂PbS胶体量子点中载流子-掺杂剂交换作用。Mn替代掺杂导致低至5 K的顺磁行为。当未掺杂的量子点显示负圆极化时，Mn掺杂将其符号改变为正。在T=7 K和B=7特斯拉时，实现了40%的圆偏振值。结果被解释在塞曼分裂的带边状态中的载流子-掺杂剂交换相互作用的存在下，是定性不同的s，p-d交换相互作用在II-VI系统。
2012-08-03 cond-mat.mes-hall
Colloidal-quantum-dot spasers and plasmonic amplifiers
胶体量子点是目前用于照明、显示器和激光器的坚固、高效和可调谐的发射器。因此，当spaser（一种类似激光的表面等离子体激元源）首次被提出时，量子点被指定为理想的等离子体激元增益介质。然而，随后的spaser设计需要一种单一的材料来同时提供增益和定义等离子体腔，这种方法不适合量子点和其他胶体纳米材料。在这里，我们开发了一个更开放的架构，从腔体的增益介质，导致一个通用的类量子点为基础的spasers，允许控制的产生，提取和操纵等离子体激元。我们首先创建高品质因数、像差校正的Ag等离子体腔。然后，我们通过电流体动力学印刷18，19或滴铸结合量子点。在环境条件下的光激发产生高于阈值的单色等离子体激元。该信号被提取，通过集成放大器引导，并聚焦在附近的纳米级尖端，产生强烈的电磁场。这种spaser平台可以在不同的波长、尺寸尺度和几何形状下部署，可以实现更复杂的片上等离子体器件。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Contribution of electron-phonon coupling to the luminescence spectra of single colloidal quantum dots
在氮气氛中，在室温以上较宽的温度范围内，实现了单胶体量子点CdSe/ZnS的荧光光谱实验。由于温度的变化，以及由于光谱扩散过程的光谱展宽和移位进行了检测和分析。发现谱线宽度的平方与谱线最大值的位置呈线性关系，并用一个考虑了电子-声子耦合强度缓慢变化的模型解释了这种关系。
2019-12-13 cond-mat.mes-hall
Coupling colloidal quantum dots to gap waveguides
单光子发射器和集成光子电路之间的耦合是与量子信息科学和其他纳米光子应用相关的新兴课题。我们研究了胶体量子点的混合系统与氮化硅波导系统的传播隙模之间的耦合。我们进一步利用扫描探针技术研究了系统的光态密度，发现量子点与光子电路之间存在显著的耦合。我们的研究结果表明，一个可扩展的槽波导可能作为一个有前途的平台，在未来的发展集成量子电路。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Electron tunneling from colloidal CdSe quantum dots to ZnO nanowires studied by time-resolved luminescence and photoconductivity experiments
将不同有机连接分子的CdSe量子点（QD）连接到ZnO纳米线（NW）上，通过时间分辨光致发光（PL）和光电导测量研究了量子点到纳米线的发光动力学和电子隧穿。量子点发光的PL瞬态表明两种不同的复合通道：量子点核内的直接复合和通过量子点表面缺陷态的复合。在将QD连接到ZnO NW表面之后，通过PL衰减时间的明显减少，从QD的激发态到纳米线的导带中的光致电子隧穿变得可见。有效的电子隧穿证实了通过功能化的纳米线，其中隧穿速率可以通过使用不同的有机连接分子控制的光电流的强烈增强。
2015-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optimization Schemes for Efficient Multiple Exciton Generation and Extraction in Colloidal Quantum Dots
多激子产生是其中每个吸收的光子产生多于一个电子空穴对的过程。它使我们能够提高太阳能收集的效率。实验研究表明，在孤立的胶体量子点中，多重激子产生产率为1.2。然而，实际的光电器件需要将电子空穴对提取到电接触。我们提供了一个系统的研究，相应的量子相干过程，包括提取和注入，并表明，一个适当的设计的提取和注入速率提高产量显着高达1.6左右的值。
2016-08-07 cond-mat.mes-hall
Interplay between multipole expansion of exchange interaction and Coulomb correlation of exciton in colloidal II-VI quantum dots
研究了库仑关联对锌基CdSe/ZnS核壳结构和纤锌矿ZnO量子点中基态激子发射特性的影响。我们验证了我们的理论模型通过比较计算的激子能量的CdSe/ZnS量子点的光致发光和扫描近场光学显微镜测量的结果。我们用它来估计量子点的直径，使用一个简单的模型的基础上无限深的量子阱和比较的结果与统计的CdSe/ZnS点的原子力显微镜扫描，获得良好的协议。在此基础上，我们计算了激子的能量精细结构，发现锌掺杂的CdSe/ZnS和纤锌矿结构的ZnO量子点的性质有很大的不同。前者的精细结构主要由交换作用的多极展开的偶极项决定，而后者的精细结构主要受库仑关联的影响。此外，相关性还对~ZnO量子点中激子的结合能和发光辐射率有很大的影响。
2021-12-10 cond-mat.mes-hall
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
Single-Exciton Gain and Stimulated Emission Across the Infrared Optical Telecom Band from Robust Heavily-doped PbS Colloidal Quantum Dots
本研究针对红外铅硫族胶体量子点光学增益阈值高的问题，采用稳定电子掺杂PbS胶体量子点，实现了室温光通信波段可调谐的红外受激发射，增益阈值达单激子区间，大幅降低阈值水平。
2019-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Passivation-sensitive exciton finestructure produces excess Stokes shifts in colloidal quantum dots
胶体量子点（CQD）的激子精细结构由多种跃迁组成，其中只有最低的跃迁被填充并有助于光致发光。这导致发射相对于吸收的斯托克斯位移。在这里，我们实验表明，在铅和镉为基础的硫族化合物CQD的斯托克斯位移与表面钝化的程度，并开发一个模型，解释如何耦合到表面影响的核心电子状态。黑暗和明亮的过渡可以重新排序和分裂，增加斯托克斯位移，即使没有形成深陷阱。我们的研究结果解决了备受争议的话题过量的斯托克斯位移PbS纳米晶体由于宇称禁戒跃迁，而不是陷阱。我们预测PbS中的斯托克斯位移可以通过核心化学计量控制来消除，这是提高量子点太阳能电池中开路电压的关键一步。
2016-08-17 cond-mat.mes-hall
Origin of Two Larmor Frequencies in the Coherent Spin Dynamics of Colloidal CdSe Quantum Dots Revealed by Controlled Charging
胶体CdSe量子点中的相干自旋动力学通常表现出两个具有不同拉莫尔频率的自旋分量，其起源是一个悬而未决的问题。我们利用光荷电的方法来确定它们的起源，并发现表面态在自旋信号的出现中起着关键作用。通过控制电子或空穴受体的光充电，我们表明，特定的自旋分量可以通过受体类型的选择增强。在核/壳结构的CdSe/ZnS量子点中，自旋信号明显较弱。我们的结果排除了中性激子作为自旋起源，并建议这两个拉莫尔频率相关的相干自旋旋进的光荷电量子点中的电子。较低的频率是由于电子被限制在量子点的中间，而较高的频率是由于电子另外被定位在表面附近。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall
Realization of Universal Quantum Gates with Spin-Qudits in Colloidal Quantum Dots
我们利用量子点中单个Mn离子的超精细相互作用来创建量子点，即多能级量子比特系统，其具有良好定义的、可寻址的和鲁棒的自旋态集合，用于实现通用量子门。我们利用电子双共振探测核磁共振（EDNMR）技术，在选定的超精细能级对之间产生和探测任意叠加态。这使得拉比振荡的观察和实验实现的非和交换通用量子门是强大的对退相干。我们的协议的周期性准备，操作和读出的逻辑门提供了机会，可扩展的量子线路架构集成量子比特超越固态电子自旋量子比特。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
High-Q microcavity enhanced optical properties of CuInS$_{2}$/ZnS colloidal quantum dots towards non-photodegradation
本文报道了在不同大气条件下，滴注到SiO_2 $_{2}$ /Si衬底和高品质因数微盘上的CuInS $_{2}$ /ZnS胶体量子点的光致发光光谱的时间演化.在低激发功率下，观察到了光致发光的快速衰减、峰位蓝移和线宽展宽。随着激发功率的进一步增大，荧光峰位发生红移，线宽变窄，这归因于光致凝聚增强了不同量子点之间的F $\ddot{o}$ rster共振能量转移.氧在光致发光衰减中起着重要作用，真空中光漂白效应的减弱证实了这一点。将量子点滴注到微透镜上，由于泵浦光与腔模的耦合，极大地提高了激发效率，从而加速了微透镜的光氧化和光漂白。而当发射光子与腔模耦合时，由于MD的提取效率和Purcell效应的提高，室温下PL增强了20倍以上，20 K时增强了35倍。利用高品质因数腔的优点，可以在小激发功率下获得较强的光致发光强度，从而避免光漂白现象。CuInS $_{2}$量子点在室温下具有良好的光致发光性能，而光致降解一直是限制其应用的主要因素。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Electrical control of single-photon emission in highly-charged individual colloidal quantum dots
电子转移到单个量子点促进了带电激子的形成，其具有增强的复合途径和减少的寿命。已经观察到仅具有一个或两个额外电荷的激子，并将其用于非常有效的激光发射或单个量子点LED。在这里，通过对单个巨壳层CdSe/CdS量子点的室温时间分辨实验，我们展示了含有超过12个电子和1个空穴的高电荷激子的电化学形成。我们报告了对强度闪烁的控制，以及对量子点光动力学的确定性操纵，观察到衰变率增加了210倍，同时发射强度降低了12倍，同时保留了单光子发射特性。这些结果为基于胶体量子点的经典和量子通信技术的电荷状态的确定性控制和室温衰减率工程铺平了道路。
2020-10-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Heralded spectroscopy reveals exciton-exciton correlations in single colloidal quantum dots
半导体量子点中的多重激发态具有有趣的物理特性，并在纳米技术中发挥着至关重要的作用。虽然光致发光提供了一个自然的探针来研究这些状态，但到目前为止，由于单激发态和带电态的发射时间和光谱重叠，它们的发射的室温单粒子光谱已被证明是难以捉摸的。在这里，我们介绍双激子预示光谱，使单光子雪崩二极管阵列光谱仪。这使我们能够直接观察双激子-激子发射级联，并在室温下测量单量子点的双激子结合能，即使它远低于热展宽和光谱扩散的尺度。此外，我们发现迄今掩盖的合奏，双激子结合能与电荷载流子的限制和波动的本地静电势的相关性。预示光谱学有可能极大地扩展我们对多电子系统中电荷载流子动力学和量子光学协议并行化的理解。
2021-08-01 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Model of fluorescence intermittency of single colloidal semiconductor quantum dots using multiple recombination centers
我们提出了一个新的物理模型，解决了一个长期存在的谜团的幂律分布的单胶体量子点荧光闪烁时间。该模型考虑了激子通过多个复合中心的非辐射弛豫。每个中心被允许在两个准稳态之间切换。我们指出，传统的阈值分析方法用于提取的开时间和关时间的分布的指数有一个严重的缺陷：分布的定性性质强烈依赖于阈值选择分离的开和关状态。我们的新模型自然地解释了这种阈值依赖性，以及单个量子点荧光轨迹的其他关键实验特征，例如幂律功率谱（1/f噪声）。
2009-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Polariton assisted incoherent to coherent excitation energy transfer between colloidal nanocrystal quantum dots
本文研究光学微腔中两个纳米晶量子点间的能量转移，通过调节腔耦合强度实现从非相干Forster机制到相干机制的转变，并利用原子级计算与广义非马尔可夫量子Redfield方程揭示了极化激元辅助的相干能量转移动力学。
2024-09-30 cond-mat.mes-hall
Optical gain in colloidal quantum dots is limited by biexciton absorption, not biexciton recombination
McGill University（麦吉尔大学）
本文提出了一种基于爱因斯坦关系的光学增益理论，揭示了colloidal quantum dots的增益受限于Biexciton吸收而非Biexciton重组，并通过理论统一不同材料的增益现象。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electric-field fluctuations as the cause of spectral instabilities in colloidal quantum dots
本文通过低温高分辨率光谱分析，证实量子限制斯塔克效应导致的微观随机电场涨落是胶体量子点光谱扩散的原因，并发现通过外加电场补偿内禀偏置可将CdSe/CdS纳米棒的光谱扩散抑制至三分之一。
2023-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Excitonic Zeeman Splittings in Colloidal CdSe Quantum Dots Doped with Single Magnetic Impurities
仅用单个杂质原子掺杂半导体量子点就可以完全改变其物理性质。在这里，我们报告和分析的磁圆二色性（MCD）光谱的胶体CdSe量子点样品含有平均少于一个Mn 2+每量子点。即使在这种亚单掺杂剂水平下，低温低场数据也由掺杂剂-载流子sp-d交换引起的杂质诱导的塞曼分裂主导。然而，与更重掺杂的量子点不同的是，随着场强的增加，第一个CdSe激子处的MCD强度显示出场诱导的符号翻转，反映了sp-d交换和可比量级的固有塞曼分裂之间的竞争。最不寻常的是，这两种效应之间的竞争导致了一个大的明显的位移在第一MCD峰的最大值，我们发现这是由于第一和第二激子之间的固有激子g因子的符号的差异。最后，sp-d和本征贡献的激子塞曼分裂各自表现出独特的磁场和温度依赖性，允许MCD光谱的未掺杂，单掺杂，和双掺杂量子点子系综进行分析。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Nearly Blinking-Free, High-Purity Single-Photon Emission by Colloidal InP/ZnSe Quantum Dots
近年来，采用改进的合成方法制备出的InP/ZnSe胶体核壳量子点（QDs）作为单光子发射体，在生命科学、集成量子光子学和量子信息处理等领域具有巨大的应用潜力。单粒子光谱的10纳米量子点与3.2纳米的核心揭示了强大的光子反聚束归因于快速（70 ps）俄歇复合的多个激子。量子点在强光激发下表现出很好的光稳定性。我们证明了当量子点被激发到基本激子跃迁的饱和强度以上时，反聚束被保留。这一结果为它们在室温下用作高纯度按需单光子发射器铺平了道路。非常规地，尽管具有强俄歇阻断机制，但InP/ZnSe QD也显示出非常小的发光不稳定性（“闪烁”），具有简单的开/关闪烁模式。单粒子发光统计分析将这些InP/ZnSe量子点置于几乎无闪烁量子点的类别中，其发射稳定性与最先进的厚壳和合金界面的CdSe/CdS相当，但具有改进的单光子纯度。
2017-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin-Dependent Transport Through a Colloidal Quantum Dot: The Role of Exchange Interactions
由于纳米制造的最新进展和量子点作为量子计算候选者的实现，通过半导体量子点的电荷和自旋输运的研究正在经历复兴。在这项工作中，我们结合原子的电子结构计算与量子主方程方法来研究电子和空穴通过强限制量子点耦合到两个引线的电压偏置的传输。我们发现两个最低准粒子能级之间的能量间距和交换相互作用的强度之间的竞争决定了两个最低准粒子能级的自旋态。具体地，低密度的电子状态导致自旋单线态是最低能量的两电子状态，而相反，高密度的状态和显著的交换相互作用导致自旋三线态是最低能量的两空穴状态。交换相互作用也是导致输运性质中的自旋阻塞的原因，根据我们的计算，对于强限制的胶体量子点，自旋阻塞可以持续到高达77K的温度。最后，我们将这些发现与使用电压偏置在量子点中制备和操纵单重态和三重态自旋量子比特态有关。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Heavy strain conditions in colloidal core-shell quantum dots and their consequences on the vibrational properties from \emph{Ab initio} calculations
我们采用大规模\emph{ab initio}密度泛函理论计算方法研究了具有上千个原子的胶体半导体核壳纳米团簇（半径达15.6 μ m）的晶格应变和振动性质。对于所研究的所有IV族、III-V族和II-VI族半导体，我们发现壳原子的原子位置似乎不受芯材料的影响。特别地，对于IV族核-壳簇，壳材料保持未应变，而核适应于大的晶格失配（压缩或拉伸应变）。对于InAs-InP和CdSe-CdS，核和壳都是压缩应变的，对应于高达20 GPa的压力。我们表明，这种压缩，这有助于一个大的蓝移的振动频率，是抵消，在一定程度上，由近表面壳，这有助于红移的振动模式的欠协调效应。这些发现导致最近的拉曼实验的频移的不同的解释，而他们证实了推测的界面性质的低频肩的高频拉曼峰。
2015-09-05 cond-mat.mes-hall
Copper-Doped Colloidal Semiconductor Quantum Wells for Luminescent Solar Concentrators
体半导体的掺杂在光电子应用中已显示出广泛的成功。在过去的几十年里，人们已经为纳米级的掺杂做出了大量的努力。最近，由半导体纳米晶体制成的掺杂零维量子点已被证明是用于发光太阳能集中器（LSC）的有前途的材料，因为它们可以被设计用于在太阳光谱中提供斯托克斯位移的可调谐发射。然而，现有的掺杂胶体量子点具有适度低的量子效率和固有的小吸收截面，这两者一起从根本上限制了它们的有效使用。在这里，我们展示了第一个帐户的铜掺杂到二维原子平面的CdSe胶体量子阱。通过合成后部分阳离子交换将铜掺杂到3-5个单层的CdSe和CdSe/CdS核-壳胶体量子阱（CQW）中能够实现斯托克斯位移的、可调谐的掺杂剂诱导的高效光致发光发射，其具有高量子效率（>43%），伴随着比掺杂量子点的吸收截面高一个数量级的吸收截面。基于这些特殊的性质，我们展示了一个灵活的原型发光太阳能聚光器使用这些新合成的掺杂胶体量子阱。这些发现可能为在LSC中部署CQW以实现先进的太阳能集光技术开辟新的方向。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Advancements and challenges in plasmon-exciton quantum emitters based on colloidal quantum dots
本文概述了基于发光半导体纳米晶体的等离激元-激子量子发射器的最新进展，强调利用光-物质耦合现象在不改变化学结构的情况下精确操控发射速率、强度和能量，为克服量子信息应用中的亮度与保真度等挑战提供了新途径。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong exciton-photon coupling with colloidal nanoplatelets in an open microcavity
胶体半导体纳米片由于其仅几个单层的厚度而表现出量子尺寸效应，以及由大的横向延伸促进的强光学带边跃迁。在这篇文章中，我们展示了室温下强耦合的轻，重空穴激子跃迁的CdSe纳米片的光子模式的开放的平面微腔。真空拉比分裂的$66 \pm 1$ meV和$58 \pm 1$ meV分别观察到的重和轻空穴激子，连同极化激元介导的杂化的两个过渡。通过测量薄膜中血小板的浓度，我们计算出纳米血小板激子的跃迁偶极矩为$μ= (575 \pm 110)$ D。半导体纳米片的大的振子强度和荧光量子产率提供了一个新的光子器件的前景，结合极化激元和自旋光电子效应。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall
There's Plenty of Surface at the Bottom: Surface Chemistry Enhances Light Absorption by Colloidal Semiconductor Nanocrystals
费曼的说法被用来强调表面和界面在纳米尺度上的内在相关性。在这里，胶体无机半导体纳米晶体的光吸收的表面化学的显着影响进行了讨论和演示一般。胶体金属硫族化合物量子点（QD）表面的化学物种（配体）被证明可以诱导宽带吸收增强和带隙减小。一个全面的库的硫族醇（ate）配体被利用来推断表面化学对量子点的光吸收性能的作用：配体硫族键合原子主要决定带隙减少，与np占据轨道贡献的价带边缘，并介导宽带吸收增强，促进共轭的配体侧基，进一步贡献从电子供体取代基。这些发现指向描述的胶体量子点，可以设想配位体作为整体量子点电子结构的一部分，超出了常见的模型，从类比与核心/壳异质结构描绘配位体作为仅仅扰动的核心属性。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Controlling Electron-Beam-Induced Charging in Colloidal Quantum Dots
University of Southern Denmark（南丹麦大学）；Ghent University（根特大学）；Imperial College London（伦敦帝国学院）
本研究以胶体量子点为对象，通过原位CL与PL测量明确其阴极荧光响应由电子束诱导带电主导，提出替换配体等策略实现双激子抑制，为稳定CL应用提供了可行路径。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Room-temperature cavity exciton-polariton condensation in perovskite quantum dots
IBM Research Europe – Zurich（IBM欧洲苏黎世研究中心）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Institute of Materials Science of Sevilla, Consejo Superior de Investigaciones Científicas − Universidad de Sevilla (CSIC-US)（塞维利亚材料科学研究所，西班牙国家研究委员会-塞维利亚大学）；Laboratory of Inorganic Chemistry, Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院化学与应用生物科学学院无机化学实验室）；Empa − Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究院）
研究在室温下利用钙钛矿量子点实现极子凝聚，通过可调谐光学谐振腔中的Gaussian形变形势阱，展示了极子凝聚的超线性强度依赖性和其他特性，为极子器件开发奠定基础。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Observation of Negative Surface and Interface Energies of Quantum Dots
本研究使用量热法发现带有有机配体涂层的胶体半导体量子点存在负表面能，且核/壳结构磷化铟/硫化锌纳米晶体具有热力学有利的界面能，挑战了传统纳米材料热力学假设。
2024-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractals of graphene quantum dots in photoluminescence of shungite
石墨烯量子点（GQDs）的shunterm，归因于单个片段的还原氧化石墨烯（rGO）的光致发光，已经研究了冷冻的rGO胶体分散在水，四氯化碳，和甲苯。形态学研究表明，GQD形成分形的稳定趋势，并可靠地建立了由溶剂引起的胶体分形结构的急剧变化。光谱研究揭示了发射中心的双重特征：单个GQD负责光谱位置，而GQD胶体的分形结构由于胶体分散体的结构不均匀性和对激发波长的特殊依赖性而提供了高展宽的光谱。第一次，在冷冻甲苯分散液中观察到单个GQD的光致发光光谱，这为GQD光子学的理论处理铺平了道路。
2013-08-17 cond-mat.mes-hall
Coherent defect-assisted multiphonon intraband carrier relaxation in semiconductor quantum dots
提出了半导体量子点中多声子带内载流子弛豫的一种新的缺陷辅助机制，其中载流子是在初始态、终态和缺陷态的相干叠加中发现的。结果表明，这一机制是能够解释所观察到的趋势的PbSe和CdSe胶体量子点的带内弛豫速率的温度依赖性。
2007-05-18 cond-mat.mes-hall
Characterizing Quantum-Dot Blinking Using Noise Power Spectra
来自胶体半导体量子点的宏观集合的荧光中的波动具有1/f噪声的光谱形式。所测得的功率谱密度反映了单个点的“开”和“关”时间的幂律分布的荧光不稳定性，因此可以作为表征这种闪烁行为的简单方法。
2004-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Material Challenges for Colloidal Quantum Nanostructures in Next Generation Displays
最近的技术进步极大地提高了显示器的质量和分辨率。然而，像全色域表示和彩色发射器的持久耐用性的问题需要进一步的进展。胶体量子点表现出具有光学稳定性的固有窄光谱发射，结合各种化学加工性选项，这将允许它们集成在显示器应用中。除了它们的众多优势外，它们还为该领域的下一次技术飞跃提供了独特的机会。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall
Influence of the Core/Shell Interface on Biexciton Auger Recombination in Individual Nanocrystal Quantum Dots
以前的单粒子光谱研究的胶体量子点已经表明了显着的双激子寿命跨越合奏名义上相同的纳米晶体的传播。据推测，除了物理尺寸的点到点变化之外，这种扩散还受到量子点界面结构变化的影响，该界面控制着限制势的形状。在这里，我们直接评估的核-壳界面上的单和多激子动力学的组合物的效果，通过并排测量单个核-壳的CdSe-CdS纳米晶体与尖锐与光滑（梯度）接口。为了实现后一种类型的结构，我们将一个CdSexS 1-x合金层的控制组成和厚度之间的CdSe核和CdS壳。我们观察到，虽然基本上没有影响单激子衰减，界面合金层导致系统的双激子寿命的增加。这一观察结果提供了直接的实验证据，除了量子点的大小，其界面性质也显着影响俄歇复合的速率，这支配双激子衰减。这些发现有助于合理化以前的观察，在类似大小的量子点的双激子寿命的显着异质性，并应促进俄歇复合自由胶体纳米结构的发展，从激光器和发光二极管的光电探测器和太阳能电池的应用范围。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Auger Recombination Lifetime Scaling for Type-I and Quasi-Type-II Core/Shell Quantum Dots
胶体核/壳量子点已经实现了接近1的量子产率，具有发光二极管，激光和电荷分离应用的前景，具有巨大的技术潜力。已知壳厚度以及壳和芯材料的带对准影响这些装置的效率。在许多这样的应用中，提高效率的关键需要对多激子态的深入理解。在这里，我们阐明了壳层厚度和能带排列的双激子俄歇复合寿命的准II型CdSe/CdS和I型CdSe/ZnS核/壳量子点。我们发现双激子俄歇复合寿命随准II型CdSe/CdS核/壳量子点的总体积增加而增加，而与I型CdSe/ZnS核/壳量子点的壳层厚度无关.为了进行这些计算和计算俄歇复合寿命，我们开发了一个低尺度的方法的基础上随机分辨率的身份。数值方法提供了一个框架来研究的双激子俄歇复合寿命的壳层厚度的激子半径的依赖关系，库仑耦合，和密度的最终状态在准II型CdSe/CdS和I型CdSe/ZnS核/壳量子点。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ultrafast symmetry control in photoexcited quantum dots
该研究揭示了胶体铅硫族化物量子点在皮秒尺度上由光激发载流子驱动的可逆对称性变化，提出了一种在超快时间尺度上光学控制纳米系统对称性的新方法。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Time-Resolved Intraband Relaxation of Strongly-Confined Electrons and Holes in Colloidal PbSe Nanocrystals
利用飞秒瞬态吸收光谱对胶体PbSe纳米晶体中强束缚电子和空穴在1 P和1 S能级之间的弛豫过程进行了时间分辨。与II-VI族和III-V族半导体纳米晶体相反，电子和空穴都被强烈地限制在PbSe纳米晶体中。尽管大的电子和空穴能级间距（至少12倍的光学声子能量），我们始终观察到皮秒的时间尺度弛豫。现有的载流子弛豫理论不能解释这些实验结果。讨论了可能绕过IV-VI量子点声子瓶颈的机制。
2004-12-06 cond-mat.mes-hall
Direct Patterning of Colloidal Quantum-Dot Thin Films for Enhanced and Spectrally Selective Out-Coupling of Emission
我们报告了一种直接表面图案化胶体量子点薄膜的模板剥离方法，以产生特征尺寸小于100 nm的高发光结构。通过精心设计的高质量的牛眼光栅，我们可以产生强的定向波束（10°发散），在表面法线方向上的自发发射的外耦合增强高达六倍。在阈值低至120 μJ/cm 2时，在这些相同的结构中观察到向窄单模激光的转变。此外，利用胶体量子点的尺寸可调特性，我们演示了混合量子点薄膜的光谱选择性耦合输出。我们的研究结果提供了一个直接的路线显着改善胶体量子点组件的光学性能。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Photodarkening of blinking quantum dots is not governed by Auger recombination
从胶体半导体纳米晶体中观察到的间歇性光发射长期以来与俄歇复合辅助猝灭相关联。我们测试这一观点通过观察瞬态发射动力学的CdSe/CdS/ZnS半导体纳米晶体使用时间分辨光子计数。所观察到的衰变动力学的大小和强度的依赖性是不一致的，从俄歇过程的预期。此外，数据表明，在“关闭”状态下，量子点以三步过程循环：光激发，快速捕获和随后的缓慢非辐射衰变。
2010-02-22 cond-mat.mes-hall
Electric field induced color switching in colloidal quantum dot molecules at room temperature
本研究利用具有双耦合发射中心的胶体量子点分子，实现了室温下电场诱导的无强度损失可逆颜色切换，为灵敏场感应和颜色可调设备开辟了新途径。
2023-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Excitons in InP, GaP, GaInP quantum dots: Insights from time-dependent density functional theory
III-V族的胶体量子点（QD）被认为是下一代环境友好发光器件的有希望的候选者，然而似乎对潜在的电子和激子性质的理解有限。采用大尺度密度泛函理论和含时密度泛函理论，计算了InP、GaP和GaInP量子点的结构、电子和激子光学性质.计算的InP量子点的光学带隙与现有的实验结果非常吻合，并且它与直径的倒数几乎呈线性关系。辐射激子的衰变寿命被发现，令人惊讶的线性增加与增加的点的大小。对于GaP量子点，我们预测了一个不寻常的电子状态交叉在直径约1.5 nm的最低未占分子轨道（LUMO）状态的性质切换其对称性从$Γ_{5}$ -在较大的直径$Γ_{1}$-在较小的直径。交叉后，带边激子态的吸收强度显著增强。最后，我们发现Vegard定律对于GaInP随机合金量子点非常适用，直到小于100个原子的超小尺寸。得到的能隙弯曲参数的这种常见的阳离子化合物在量子点制度出现积极的，尺寸依赖性和小得多，比它的本体母体。量子点能隙弯曲的主要原因是量子点的体积形变，其作用超过了电荷交换和结构弛豫效应。目前的工作提供了一个路线图的各种电子和光学性质的胶体量子点的III-V族，可以指导光谱研究。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nanoantenna enhanced radiative and anisotropic decay rates in monolayer-quantum dots
纳米天线增强胶体量子点的超快发射是快速量子通信所必需的。这种器件的片上集成需要可扩展的高吞吐量技术。报道了利用自组装光刻技术在致密的CdSe量子点单层上制备金纳米棒天线的方法。我们证明了共振和非共振金纳米棒天线增强辐射和各向异性衰减。大量的模拟解释了衰减率的机制和天线在随机和紧凑的单层量子点中的作用。这项研究可能会在量子点显示和量子通信设备中找到应用。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Complete mapping of interacting charging states in single coupled colloidal quantum dot molecules
胶体量子点（CQD）是现代光电子器件的主要组成部分，迄今为止合成的CQD只有一个激子所在的发射中心。耦合胶体量子点分子（CQDM）的最新发展，其中两个核-壳CQD融合形成两个紧密接近的发射中心，允许探索一个CQD中的载流子如何影响另一个CQD中的载流子。低温单粒子光谱学揭示，虽然CQD单体表现出简单的发射光谱，其包括具有明确定义的声子边带的主发射峰，但CQDM表现出具有多个峰的复杂光谱，所述多个峰并非全部根据已知的声子频率间隔开。基于互补发射偏振和时间分辨分析，这被分配到两个耦合的发射中心的荧光。此外，复杂的峰结构示出了指示两个发射中心之间的耦合的相关光谱扩散。利用薛定谔-泊松自洽计算，我们直接映射的光谱行为，交替之间的中性和带电状态的CQDM。与带电发射中心和第二发射中心之间的静电相互作用有关的光谱位移因此被完全映射。此外，移动表面电荷的影响被确定，从而发射中心接近的电荷显示较大的位移。还确定了两个发射中心同时带负电荷的情况。充电状态的这种详细映射通过CQDM及其各向异性结构内的耦合来实现。这种对耦合相互作用的理解是基于CQDM的量子技术和传感应用的进步。
2022-06-20 cond-mat.mes-hall
Electronic and spectral properties of Ge1-xSnx quantum dots: an atomistic study
该研究采用sp³d⁵s*紧束缚方法理论探究Ge₁₋ₓSnₓ合金及不同形貌量子点的电子与光谱特性，明确了其基态具光学活性的尺寸与组分区间，计算的胶体量子点吸收光谱与实验结果吻合良好。
2024-06-19 cond-mat.mes-hall
Revealing the Exciton Fine Structure in PbSe Nanocrystal Quantum Dots
我们测量了PbSe胶体纳米晶（NC）中激子在低温（270 mK）和高磁场（15 T）下的光致发光（PL）寿命$τ$。对于所有的NC（1.3-2.3 nm半径），$τ$在低于10 K时急剧增加，但在500 mK时饱和。与通常分离的"亮”和"暗”激子态的图像相反（例如，在CdSe NC中），这些动力学非常好地适合于具有两个激子状态的系统，所述激子状态具有可比较的但小的振子强度，所述振子强度仅相隔300-900 $μ$ eV。重要的是，磁场使$τ$降低到10 K以下，这与两种状态之间的场诱导混合一致。磁性圆二色性研究揭示了2-5的激子g因子，并且磁性PL显示$>$ 10\%圆偏振发射。
2010-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopy of 1.55 $μ$m PbS Quantum Dots on Si Photonic Crystal Cavities with a Fiber Taper Waveguide
我们使用光纤锥形波导探测硅光子晶体腔上干燥的PbS量子点（QDs）接近1.55 $μ$ m。我们证明，低密度（$\lesssim 100 μ$ m $^{-2}$）的量子点不会显着降低腔品质因数高达$\approx3\times10^4$。我们还表明，锥形光纤可以用来激发量子点，并收集随后的腔过滤的光致发光，目前的测量可逆的光暗化和量子点饱和。这种方法代表了在电信波段的单胶体量子点光谱学的重要一步。
2009-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Auger recombination in self-assembled quantum dots: Quenching and broadening of the charged exciton transition
在量子点（QD）中，俄歇复合是一种非辐射过程，其中电子-空穴复合能量被转移到另外的载流子。它主要是在胶体量子点中研究的，其中俄歇复合时间在ps范围内并且有效地猝灭光发射。另一方面，在自组装量子点中，俄歇复合对光学性质的影响通常被忽略，假设它被其他过程如自旋和电荷波动所掩盖。在这里，我们使用时间分辨共振荧光来分析俄歇复合及其对单个自组装量子点的光学性质的影响。从激发功率依赖的测量，我们发现一个很长的俄歇复合时间约为500纳秒和约80%的trion跃迁的淬火。此外，我们观察到的trion过渡线宽的扩大高达两个因素。与基于速率方程的模型，我们能够确定隧道和俄歇速率之间的相互作用的基本机制，降低强度和线宽的加宽。这表明，自组装量子点可以作为一个理想的模型系统来研究如何电荷重新捕获过程中，周围的限制载流子的能带结构，影响俄歇过程。我们的研究结果不仅与改善最近进入消费市场的基于胶体QD的发射体和染料的发射特性有关。它们也对更有远见的应用感兴趣，例如基于自组装量子点的量子信息技术。
2016-03-16 cond-mat.mes-hall
Trions Stimulate Electronic Coupling in Colloidal Quantum Dot Molecules
本文通过k·p理论与组态相互作用计算，提出利用正三激子恢复胶体CdSe/CdS量子点二聚体中的电子离域，从而增强电子耦合，并有望在室温下实现量子纠缠。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall
