非偶极近似下P轨道激子与微腔的强耦合研究进展-必威体育app官网_必威体育app|首页

光与物质的相干相互效果是量子光学网络中的中心部分。光子晶体微腔-量子点耦合体系具有较小的衰减、较小的形式体积以及能够片上集成的特性,因而为固态量子光学网络供给了抱负的渠道青琐记臧白。而现在对该体系的研讨首要会集在量子点的s-shell态上。因为s-shell态的波函数散布小,因而该体系能够经过偶极近似来描绘。可是这导致了微腔-量子点耦合体系中的耦合强度较小。一同因为固态体系的特性,光子晶体微腔的模场散布很难被调理。尽管电磁场能够影响量子点的波函数,可是s-shell态较小的波函数散布导致调理效果不明显。因而,怎样完成微腔-量赵维玺子点耦合体系中耦合强度的增益与高效调控,对深入研讨光与物质相互效果和量子光学网络都十分重要。

近期,中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心光物理要点试验室许秀家政服务公司来课题组与纳米物理与器材要点试验室顾长志研讨员及光物理要点试验室金奎娟研讨员等协作,在总结曩昔相关作业的基础上,在国际上初次提出并完成了微腔-p-shell量子点耦合体系。一同,他们在理论和试验上证明了该体系处于非偶极近似下,抗战电视剧然后初次完成了微腔-量子点耦合体系的增益。洗车店加盟其间得到的210eV的耦合强度,是现在凤逆全国小说微腔-量子点耦佛山最大传销案合体系中最大的数值。文章宣布在近期的Physical Review Letters上,钱琛江同学三亚免税店官网为该论文榜首作者。

研讨人员为了完成非偶极近似下的微腔-量子点耦合体系,生长了一批具有低非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 点密度、大尺度的量子点样品。一同经过高精度的微加工进程,制备了具有高品质因子的L3型光子晶燕郊房价体微腔,其Q值可达10000。从光谱上看,这些量子翊洁吧点具有一个基态(s-shell)非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 和至少两个激发态(p-shell和d-shell)。因为激发态具有大的波函页面拜访数扩展,p-shell的抗磁远大于s-shell的抗磁,如图1所示。其间,p-shell还包括一些特别的激子态,其在笔直磁场下具有抗磁回转非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 的行为,阐明这些激子态的波函数有适当一部分扩展到了滋润层之中。在这些特别的激子态上,研讨人员观测到了非偶极近似下的耦合增益。图2(a)中展现了弱耦合下的成果。在微腔与点弱耦协效果下,激子态的辐射发生Purcell增益,其增益系数由耦合强度与腔膜的失谐郝安琪决议。咱们从试验数据中提取出了耦合强度的巨细,发现了在小磁场下耦合强度随磁场添加,如图2(b)所示。此外,研讨人员还观测了强耦合下的成果,如图3所示。在强耦合下,耦合强度经过对拉比劈裂进行拟合得到,其随磁场的改变与弱耦合下的成果根本共同。详细机理如图4所示,因为微腔内场散布不均匀,当量子点的波函数随磁场缩短时,波函数所在位置的电场反而会变强。因而,当初始波函数扩展足够大时,体系的耦合强度不会像曩昔作业中偶极近似下那样随磁场单调减小。而是在小磁场下,星期六英文体系的耦合强度将被增益。从试验和理论成果中能够看出理论猜测、弱耦合和强耦合下的数据相符。该作业将微腔-量子点耦合非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 体系从基态面向高能级态,而且初次完成了美少女兵士头像耦合强度的增益与高效调控,处理了该体系中耦合强度低且难以调控的问题,对完成可控量子光学网络、量子核算有着重要的含义。

该作业得到了科技部(2016YFA0200400)、国家自然科学基金(11721404、 51761145104、 61675228、61390503)、中科院B类先导专项(XDB07000000、XDB28000000)、中科院前沿科学要点研讨项目(QYZDJ-SSWSLH042)、中科院科研仪器设备研发项目(YJKYY7k7k游戏盒Q20180036)以及中科院立异穿插团队等项目的支撑。

文章链接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.087401

图1 (a) s-shell在笔直磁场下的磁光光谱。其间包括一个强耦合进程。 (b) p-shell在水平缓笔直磁场下的磁光光谱。其间一些峰如①所示,在水平磁场下没有改变,在笔直磁场下呈现正抗磁。而另一些特别的峰,如②③所示,在水平磁场下能够送孟浩然之广陵观测到抗磁,而且在笔直磁场下呈现出抗磁回转。

图2 (a) p-shell激子态在笔直磁场下的抗磁回转。(b) 依据试验测得的p-shell激子态强度以及与腔膜的失谐,核算得到的耦合强度随磁场的改变。

图3 (a) 3-5T笔直磁场下,光谱随温度的改变 (上图),及其强耦合下反穿插的非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 拟合(下图)。(b) 4.2K下的抗磁翻转。(c) 耦合强度随磁场的改变。黑点为强耦合的数据,灰线叶贤为图2中弱耦合的数据。

图4 (左) L3型光子晶体微腔的非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 结构示意图和模场散布图。(中)量子点非偶极近似下P轨迹激子与微腔的强耦合研讨进展-必威体育app官网_必威体育app|主页 波函数跟着磁场缩短示意图。(逼里香右)耦合强度随磁场改变。其间圆点为强耦合数据,红线为图2中弱耦合下的数据,蓝线为偶极近似理论的猜测。

修改:AI

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