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Phonon engineering around a single photon emitter

Phonon engineering around a single photon emitter
围绕单光子发射器的声子工程
批准号:
401390650
负责人:
Dr. Martin Esmann
金额:
$0.0万
依托单位:
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Fellowships
财政年份:
2018
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2017-12-31 至 2019-12-31

项目摘要

项目成果

相似基金

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中文摘要
翻译
在固态量子技术的发展中,声子作为退相干源起着关键作用。该项目的目的是探索单半导体量子点的光学特性确定性耦合到纳米机械腔限制超高频声子模式在GHz-THz范围。耦合到光学微腔的单量子点是不可分辨单光子的亮光源的基础。然而,在这种情况下,量子点和受限机械模式之间的耦合仍然非常未被探索。最近报道了一个惊人的结果:用于制造基于量子点的单光子源的相同GaAs/AlAs微柱同时是20 GHz范围内的最佳声学声子谐振器。使用先前开发的用于确定性地将量子点耦合到光学模式的相同工具,因此可以设计单个量子点到机械模式的耦合。通过这种方式,腔中的声子可以用于在GHz-THz频率下调制量子点的光发射特性,并且光子可以用于在同一系统中产生单个声子。我们的目标是在实验上首次证明这些现象之间的相互作用,一个单一的量子点和一个有限的超高频声子模式,弥合量子光学和纳米声子两个领域之间的差距。我们设想了两个主要的实验目标:(i)演示由单个量子点(声子珀塞尔效应)的声子的加速发射和(ii)调制单个量子点的光发射在GHz-太赫兹频率的单色声学声子。这些结果可能对未来固态量子技术设备的概念产生重大影响,并可能成为使用声学声子作为主要信息载体的新型量子信息协议的基础。
英文摘要
In the development of solid-state quantum technologies, phonons play a key role as a source of decoherence. The aim of this project is to explore the optical properties of single semiconductor quantum dots deterministically coupled to nanomechanical cavities confining ultra-high frequency phonon modes in the GHz-THz range. Single quantum dots coupled to optical microcavities are at the base of bright sources for indistinguishable single-photons. In this context, the coupling between quantum dots and confined mechanical modes has, however, remained greatly unexplored. A striking result has recently been reported: the same GaAs/AlAs micropillars used for the fabrication of quantum dot-based single photon sources are simultaneously an optimal acoustic-phonon resonator in the 20 GHz range. Using the same tools previously developed to deterministically couple a quantum dot to an optical mode, it is thus possible to engineer the coupling of a single quantum dot to a mechanical mode. In this way, phonons in the cavity can be used to modulate the optical emission properties of the quantum dot at GHz-THz frequencies, and photons can be used to generate single phonons in the same system. We aim at demonstrating experimentally first phenomena evidencing these interactions between a single QD and a confined ultra-high frequency phononic mode, bridging the gap between the two fields of quantum optics and nanophononics. We envisage two major experimental goals: (i) To demonstrate the accelerated emission of phonons by a single QD (the phononic Purcell effect) and (ii) To modulate the optical emission of a single QD at GHz-THz frequencies by monochromatic acoustic phonons. These results could have a major impact on the conception of future solid-state quantum technology devices and could be at the base of novel quantum information protocols using acoustic phonons as a main carrier of information.
期刊论文(11)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
DOI: 10.1103/physrevb.100.085430
发表时间: 2019
期刊: Physical Review B
影响因子: 3.7
作者: [O. Ortíz, M. Esmann, N.D. Lanzillotti-Kimura]
通讯作者: N.D. Lanzillotti-Kimura
DOI: 10.1038/s41565-019-0441-y
发表时间: 2019-07-01
期刊: NATURE NANOTECHNOLOGY
影响因子: 38.3
作者: [Esmann, Martin, Becker, Simon Fabian, Lienau, Christoph]
通讯作者: Lienau, Christoph
DOI: 10.1364/optica.411945
发表时间: 2020-07
期刊: arXiv: Mesoscale and Nanoscale Physics
影响因子: --
作者: [O. Ortiz;P. Priya;A. Rodriguez;A. Lemaître;M. Esmann;N. Lanzillotti-Kimura]
通讯作者: O. Ortiz;P. Priya;A. Rodriguez;A. Lemaître;M. Esmann;N. Lanzillotti-Kimura
DOI: 10.1063/5.0026959
发表时间: 2020-11-02
期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子: 4
作者: [Ortiz, O., Pastier, F., Lanzillotti-Kimura, N. D.]
通讯作者: Lanzillotti-Kimura, N. D.
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    国内基金
    海外基金
    软骨调节素调控BMSCs骨和软骨双向分化平衡的研究
    • 批准号:
      81272128
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      70.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      刘凯
    • 依托单位:
    Frontiers of Environmental Science & Engineering
    • 批准号:
      51224004
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      20.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      朱建军
    • 依托单位:
    Chinese Journal of Chemical Engineering
    • 批准号:
      21224004
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      20.0万元
    • 批准年份:
      2012
    • 负责人:
      廖叶华
    • 依托单位:
    基于脂肪干细胞的同种异体肌腱缺损修复及机制
    • 批准号:
      81101359
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      22.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      邓丹
    • 依托单位: