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技術前沿

激光觸發俄歇過程,浙江大學Nature Nanotechnology 半導體量子點

激光制造網 來源:今日新材料2023-07-27 我要評論(0 )   

相干驅動的半導體量子點quantum dots是非經典光源和量子邏輯門最有前景的平臺之一,并構成了光子量子技術的基礎。然而,到目前為止,在量子點中,單個載流子的相干調控...

相干驅動的半導體量子點quantum dots是非經典光源和量子邏輯門最有前景的平臺之一,并構成了光子量子技術的基礎。然而,到目前為止,在量子點中,單個載流子的相干調控主要局限于最低軌道狀態。對可調太赫茲脈沖的需求制約了高軌道狀態的超快相干控制。

今日, 浙江大學 信息與電子工程學院 Jun-Yong Yan,浙江大學劉峰Feng Liu等,在Nature Nanotechnology上發文,報道了通過受激俄歇過程調控空穴高軌道狀態的全光學方法,用以打破這一局限。
利用拉比Rabi振蕩和Ramsey干涉證明了俄歇過程的相干性。利用這種相干性還進一步研究了單空穴弛豫機制。實驗觀察到了161皮秒的空穴弛豫時間,并將其歸因于聲子瓶頸效應phonon bottleneck effect。
該項研究,為理解量子發射體中高軌道態的基本性質和開發新型的基于軌道的量子光子器件,提供了新的可能性。

 Coherent control of a high-orbital hole in a semiconductor quantum dot. 半導體量子點中,高軌道空穴的相干控制。

圖1 帶正電量子點quantum dots ,QD的俄歇電子能譜Radiative Auger emission。


圖2:高軌道空穴的拉比振蕩。


圖3:拉姆齊干涉Ramsey interference。


圖4:直接測量單空穴弛豫動力學。


圖5:空穴弛豫時間的能量分離依賴性。

(小注:聲子瓶頸效應phonon bottleneck effect:激發態準粒子與聲子處于微觀動態準平衡狀態,當電子能隙驟減時,高頻聲子變多,阻礙準粒子弛豫回基態。吳艷玲、尹霞 等)

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