Deterministic positioning of colloidal quantum dots on silicon nitride nanobeam cavities
设计一个精确定位的腔耦合有源介质阵列是混合集成光子学领域的一个重大实验挑战。我们确定性的位置解决方案处理胶体量子点（QD）的高品质因数氮化硅纳米梁腔，并证明光物质耦合。通过在包覆在聚合物抗蚀剂中的封装腔的顶部上光刻地限定窗口，并且旋涂QD溶液，我们可以精确地控制QD的放置，其随后耦合到腔。我们发现，耦合到腔的量子点的数量可以控制的窗口的大小。此外，我们证明在这个量子点腔平台的Purcell增强和饱和光致发光。最后，我们确定性地将量子点放置在光子分子上，并观察到量子点耦合腔的超模。我们的研究结果铺平了道路，通过工程的窗口大小和量子点尺寸控制耦合到一个腔的量子点的数量，并将允许在腔增强单光子发射，超低功率非线性光学，量子多体模拟与相互作用的光子的先进研究。
2018-07-08 physics.optics quant-ph
Cryogenic spectroscopy of ultra-low density colloidal lead chalcogenide quantum dots on chip-scale optical cavities towards single quantum dot near-infrared cavity QED
我们提出的证据腔量子电动力学从稀疏密度的强量子限制的Pb-硫族化物纳米晶体（1和10之间）接近单点水平适度高Q介观硅光学腔。在重要的近红外（1500 nm）波长下工作，从器件中观察到大的增强，并实现了QD发射的强烈修改。在77 K下观察到耦合量子点的饱和光谱，突出了量子信息处理的修改后的量子动力学。
2009-11-09 quant-ph
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
In-Situ Quantum Optical Measurement for Colloidal Quantum Dots Confined in an Optical Trap
State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials（硅与先进半导体材料国家重点实验室）；College of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University（浙江大学信息与电子工程学院）；Department of Chemistry, Zhejiang University（浙江大学化学系）；ZJU-Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Zhejiang University（浙江大学杭州全球科创中心）；College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University（浙江大学光电科学与工程学院）
针对胶体量子点光学束缚中机械稳定性与量子完整性难以兼得的问题，提出聚合物封装策略，实现低于20纳米涨落的稳定束缚并保持单光子发射，为人工原子量子光学操控提供新方法。
2026-09-15 physics.optics quant-ph
Few-Body Decay Dynamics in Colloidal CsPbI3 Quantum-Dot Clusters
Purdue University（普渡大学）
该研究表征了从孤立到含十个点的CsPbI3钙钛矿量子点团簇，发现多发射体团簇呈现双指数衰变且寿命随发射体数变化，确立了研究集体光学行为的平台。
2026-09-09 quant-ph
Room Temperature Fiber-Coupled single-photon devices based on Colloidal Quantum Dots and SiV centers in Back Excited Nanoantennas
我们展示了一个重要的一步，在芯片上集成的单光子源在室温下工作的光纤耦合的定向量子发射器与背激发。方向性是通过混合金属-电介质靶心天线实现的，而反向激励是通过将发射器放置在靶心中心的亚波长孔处或孔中来实现的。总的来说，独特的设计使得能够从片上器件的背面直接激光激发，并且将高度准直的光子发射非常有效地耦合到低数值孔径（NA）自由空间光学器件或直接从前面耦合到光纤。为了展示该概念的多功能性，我们制造了包含胶体量子点或含纳米金刚石的硅空位中心的设备，这些设备使用两种不同的纳米定位方法精确地耦合到纳米天线。两种背激发装置在低至0.5的NA下显示约70%的前收集效率。此外，反向激发与前向低NA方向性的组合使得能够将发射的光子直接耦合到近端光纤中，而不需要任何耦合光学器件，从而促进并大大简化未来的集成。
2023-03-19 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Efficient fiber in-line single photon source based on colloidal single quantum dots on an optical nanofiber
我们展示了一个光纤在线单光子源的基础上的胶体单量子点的混合系统沉积在一个光学晶体和冷却到低温（3.7 K）。我们发现，一个带电态（trion）的单量子点表现出光稳定的单光子发射与高量子效率，窄线宽（3 meV FWHM）和快速衰减时间（$10.0\pm0.5$ ns）。单光子有效地耦合到光纤的导模，并最终耦合到单模光纤。单光子源的亮度（效率）估计为具有$1.6\pm0.2$ MHz的最大光子计数率和高单光子纯度（$g^2(0)=0.11\pm0.02$）的$16\pm2\%$。该设备可以很容易地集成到光纤网络中，为量子网络中的潜在应用铺平了道路。
2020-03-13 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Room temperature spontaneous emission enhancement from quantum dots in photonic crystal slab cavities in the telecommunications C-band
我们报告的控制自发发射动力学从InAsP自组装量子点发射的电信C波段和弱耦合的模式的双异质结构腔蚀刻在一个悬浮的InP膜在室温下。腔模的品质因数为44 × 10 ^3，超低模体积为1.2 λ/n）^3，在300 K时自发发射率提高了2.8倍。
2009-03-25 physics.optics 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
Coupling of PbS Quantum Dots to Photonic Crystal Cavities at Room Temperature
我们演示了室温下PbS量子点发射到光子晶体腔的耦合。空腔被限定在氧化的AlAs顶部的33%Al，AlGaAs膜中。将量子点溶解在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中并在腔体的顶部上旋转。量子点发射被示出映射出的结构共振，并可能被证明是可行的来源室温腔耦合单光子产生的量子信息处理应用。这些结果还表明，这种市售的量子点可用于无源结构表征。该沉积技术是通用的，并且允许具有不同点密度和发射波长的层被重新沉积在同一芯片上。
2005-05-14 physics.gen-ph physics.optics quant-ph
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
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
Ramsey fringes in a room temperature quantum dot semiconductor optical amplifier
在室温电驱动的光电子器件中诱导、观察和控制量子相干相互作用的能力对于推动量子科学和工程走向实际应用具有极其重要的意义。我们在这里演示了量子干涉现象，拉姆齐条纹，在非均匀加宽的InAs/InP量子点（QD）系综的形式，在1.5 mm长的光放大器在室温下工作。在半导体量子点中观察拉姆齐条纹以前只能在低温下实现，并且只能在孤立的单点系统中实现。一个高分辨率的泵浦探测方案，其中两个脉冲的特征在于交叉频率分辨光学门控（X-FROG）揭示了一个明确的振荡行为，在振幅和瞬时频率的探测脉冲的周期，等于一个光学周期在工作波长。使用600至900 fs的标称输入延迟，并以1 fs的步长扫描每个延迟周围的间隔，我们绘制了材料去相干的演变并提取了相干时间。此外，我们注意到一个独特的现象，这不能在单点系统中观察到，输出探测脉冲的时间位置也振荡与相同的周期性，但与四分之一周期的延迟相对于强度的变化。这种延迟是复极化率实部和虚部之间耦合的时域表现。
2017-12-02 physics.optics quant-ph
Purification of Single Photons from Room-Temperature Quantum Dots
单光子发射器是光子量子技术中不可缺少的组成部分。在这里，我们展示了来自室温胶体量子点的波形控制的高纯度单光子。单光子的纯度不随激发功率而变化，从而允许在不损害单光子质量的情况下提高产生速率。
2017-10-04 quant-ph
Room Temperature Lasing of InAs/GaAs Quantum Dots in the Whispering Gallery Modes of a Silica Microsphere
我们实现了自组装InAs/GaAs量子点耦合到二氧化硅微球的高$Q$回音壁模式的倏逝波的低阈值激光。尽管高温和$Q$ -破坏的回音壁模式由于扩散和折射的高指数半导体样品，室温激光得到少于100个量子点。这一结果突出了结合自组装量子点和微球的腔量子电动力学实验的可行性和兴趣。
2007-05-10 quant-ph
On-demand storage and retrieval of single photons from a semiconductor quantum dot in a room-temperature atomic vapor memory
本研究实现了半导体量子点单光子在室温原子蒸气存储器中的按需存储与读取，通过控制光子与原子蒸气相互作用，达到19.8 ns的读取时间和0.6%的内部效率，拓展了量子网络应用。
2025-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Room temperature single-photon superfluorescence from a single epitaxial cuboid nano-heterostructure
当一组相同的发射体在空间上的距离远小于它们发射的光的波长时，单光子超辐射可以出现，并且其特征在于形成自发发射光的超辐射状态，其速率与发射体的数量成线性比例。这种集体现象仅在少数纳米材料系统中得到证明，所有这些系统都需要低于10K的温度。在这里，我们合理地设计了一种单一的胶体纳米材料，它具有多个（几乎）相同的发射器，这些发射器不受其他系统（如分子聚集体）中通常抑制室温超辐射的波动的影响。具体而言，通过结合分子动力学，原子电子结构计算，模型哈密顿方法，我们表明，面对异质结构纳米立方体模仿个人准二维纳米片，可以作为强大的发射器需要实现超辐射现象在室温下。利用逐层胶体生长技术合成纳米立方体，我们证明了单光子超荧光通过单粒子时间分辨光致发光测量在室温下。在单个纳米立方体中对超辐射和亚辐射状态的这种强有力的观察打开了超快单光子发射器的大门，并通过超辐射级联提供了一条纠缠多光子状态的途径。
2021-04-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Room-temperature quantum emission from $\mathrm{Cu_{Zn}}$-$\mathrm{V_{S}}$ defects in ZnS:Cu colloidal nanocrystals
本研究在室温下观测到ZnS:Cu纳米晶中Cu_Zn-V_S缺陷的量子发射，通过时间门控成像识别并表征，发现其具有闪烁、反聚束及蓝移等特性，为量子技术应用提供了新可能。
2025-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Fabrication and Room-Temperature Single-Charging Behavior of Self-Aligned Single-Dot Memory Devices
基于砷辅助腐蚀和氧化效应制备了自对准单点存储器件和阵列。所得器件具有约5-10 nm的浮置栅极，在室温下呈现单电子存储器操作。为了实现最终的单电子存储器电路，本文研究了工艺的可重复性，在单点存储器阵列，设备的可扩展性，和工艺的可转移性的工业应用中的设备的均匀性。
2011-09-13 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Heralded Emission Detection in InAs/ZnSe Quantum Dot Solids Using Time-Correlated Photons
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Lab（劳伦斯伯克利国家实验室）；The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本研究利用超导纳米线单光子探测器和大面积光电二极管，在低温下实现InAs/ZnSe量子点固体的 heralded 发射检测，揭示了激子寿命和精细结构能级分裂，为量子光谱学提供了新的研究平台。
2025-11-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Room-temperature coherent optical manipulation of single-hole spins in solution-grown perovskite quantum dots
固态自旋相干性的操纵是量子信息处理的一个重要范例。目前的系统要么在非常低的温度下运行，要么难以扩大规模。因此，开发低成本、可扩展的材料，其自旋可以在室温下相干操纵，对于量子信息科学的可持续未来具有高度吸引力。在这里，我们报告的环境条件下的全光学初始化，操作和读出的溶液生长的CsPbBr3钙钛矿量子点的合奏中的单孔自旋。单孔自旋是通过亚皮秒电子清除后，圆偏振飞秒脉冲激发。横向磁场诱导自旋进动，第二个非共振飞秒脉冲通过强的光-物质相互作用相干旋转空穴自旋。这些操作在室温下几乎完成了对单空穴自旋的量子态控制。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Integration of quantum dots at the tips of single plasmonic bipyramid nanoantennas for strong coupling at room temperature
School of Physics, Trinity College Dublin（三一学院都柏林物理学院）；IPIC, Tyndall National Institute（蒂珀雷里国家研究所IPIC）
本文利用等离激元触发的双光子聚合技术，将量子点精确定位在单个金双锥体纳米天线尖端，实现了室温下量子点与局域等离激元的强耦合，观测到349.3 meV的Rabi分裂，为固态量子技术提供了可扩展平台。
2025-11-05 quant-ph
Pauli spin blockade at room temperature in double-quantum-dot tunneling through individual deep dopants in silicon
该研究证明硅场效应晶体管中的两个深掺杂剂可形成室温双量子点，并在直至室温下实现泡利自旋阻塞，支持高灵敏磁传感、磁共振解除和Rabi振荡观测。
2025-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Metastable state involved resonant tunneling through single InAs/GaAs quantum dot
提出了半导体量子点亚稳态的共振隧穿方案，并利用导电原子力显微镜对GaAs（001）衬底上生长的独立InAs量子点在光照下的输运进行了研究。通过在InAs量子点的价能级上捕获一个光激发费米空穴，获得了亚稳态。由于亚稳态的存在，在室温下可以观察到单量子点的共振隧穿。隧穿电流的幅值依赖于量子点周围的势垒排列和光激发空穴的浓度，但当量子点高度在1.8 ~ 9.9 nm范围内变化时，隧穿电流的幅值保持稳定，这与所提出的模型相吻合.利用外延量子点共振隧穿的奇异性，实现了室温单电子器件的光电流放大。
2007-08-17 quant-ph
Room-temperature ladder-type optical memory compatible with single photons from InGaAs quantum dots
实验实现室温梯型 Cs D1 线原子蒸气存储器，实现弱相干光脉冲按需存储检索，最大内部效率 15%，结合 InGaAs 量子点为异质按需量子光接口提供前景。
2024-11-19 quant-ph
High resolution spectroscopy and narrow resonances from InGaN quantum dots in GaN nanowires
报道了GAN纳米线中InGaN量子点系综的高分辨相干非线性光谱。数据显示，在低温下，由于铟波动效应的不均匀加宽，共振激光场和量子点激子之间存在明显的类原子相互作用，这在线性吸收光谱中难以观察到。我们发现，非线性信号在室温下持续强烈。稳健的类原子室温响应表明，这种材料可以作为拟议的激子应用的平台，而无需低温。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
