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技術前沿

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

激光制造網(wǎng) 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(jīng)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(diào)控...

相干驅動的半導體量子點quantum dots是非經(jīng)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(diào)控主要局限于最低軌道狀態(tài)。對可調(diào)太赫茲脈沖的需求制約了高軌道狀態(tài)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(fā)文,報道了通過受激俄歇過程調(diào)控空穴高軌道狀態(tài)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(fā)射體中高軌道態(tài)的基本性質和開發(fā)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(fā)態(tài)準粒子與聲子處于微觀動態(tài)準平衡狀態(tài),當電子能隙驟減時,高頻聲子變多,阻礙準粒子弛豫回基態(tài)。吳艷玲、尹霞 等)

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