流体静压原位调谐InAs/GaAs单量子点激子光学性质

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaohaoyuan
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1970年,Esaki等人提出了半导体超晶格、量子阱概念,于是人工制备低维量子结构材料成为了研究的热点。其中三维受限的量子点能量是量子化的,态密度分布则为一系列的分立函数。这种独特的性质使其在量子通信领域有着巨大的应用潜力,如制备高品质的量子点单光子源和纠缠光子对。在本论文中,采用低温连续加压装置对InAs/GaAs单量子点进行了流体静压下光学性质的研究。主要结果如下:  1.将压电陶瓷引入传统的金刚石对顶砧(DAC)装置中,设计一种可在低温下连续加压的装置。该装置最低工作温度20K,连续调谐压力范围0-~4.4GPa,实现了低温下连续精确调谐DAC的实验技术。  2.采用低温连续加压DAC装置,实现了压力原位调谐InAs/GaAs量子点单光子发射。实现量子点激子的发光波长蓝移约160 nm,比目前报道的最大应力调谐范围大一个量级。同时,静水压力(<~4.0 GPa)并不影响量子点的发光强度,并且压力下量子点仍保持单光子发射特性。  3.实现了低温原位压力调谐InGaAs/GaAs单量子点双激子束缚能和精细结构劈裂,观察到双激子束缚能从反束缚态(Antibinding states)到束缚态(Bindingstates)的转变。束缚能为零时,观察到量子点单双激子的发光波长和偏振相同的级联发射过程。随着压力的增加,量子点精细结构劈裂(FSS)逐渐变大,揭示了FSS的增加与压力导致的电子空穴的交换相互作用相关。原子经验赝势理论的计算结果与实验一致。  4.采用压力连续调谐双激子级联发光波长,研究了双激子级联发射二阶关联函数的聚束效应与双激子束缚能的关系。实验证实量子点双激子级联发射二阶关联函数的聚束效应与双激子束缚能无关。聚束效应不是来源于同时产生双光子发射(双激子束缚能为零),而是因为测量系统无法分辨两种光子的发光波长。
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