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Spin-photon interface using InAs quantum dots

使用 InAs 量子点的自旋光子接口

基本信息

批准号：
2745582
负责人：
金额：
--
依托单位：
University of Sheffield
依托单位国家：
英国
项目类别：
Studentship
财政年份：
2022
资助国家：
英国
起止时间：
2022 至无数据
项目状态：
未结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=studentship-2745582
关键词：
Spin photon interface using InAs

项目摘要

The goal of the project is to develop an efficient interface between the spin of an electron or hole in semiconductor quantum dot and a photon. Information can be stored in the state of the spin and this can be transferred to the photon through the coupling between the spin and the polarization of the photon. In our research group we have demonstrated the principles of a spin-photon interface using chiral effects in nano-photonic waveguides. In our method, we exploit the spin-momentum locking effect in which the direction of the photon polarization is locked to its direction. This effect is not possible in normal optics, and relies on the modification of the electromagnetic fields within the waveguide. Our first experiments have demonstrated photon spin-momentum locking in simple waveguides based on nanobeams. The goal of this project is to optimize the spin-photon interface using the Purcell effect to enhance the light-matter interaction. The project will involve experimental work using state-of-the-art techniques of nanophotonic spectroscopy, combined with numerical modelling to optimize the devices using advanced software packages. A particular target is to demonstrate a large spin-dependent phase shift on a photon propagating in a specific direction down a waveguide. Such an effect can be used as the basis for building spin-networks that could have applications in quantum technologies.

该项目的目标是在半导体量子点中的电子或空穴的自旋与光子之间开发一种有效的界面。信息可以存储在自旋状态中，并且可以通过光子的自旋和偏振之间的耦合将其传递给光子。在我们的研究小组中，我们已经证明了在纳米光子波导中使用手征效应的自旋光子界面的原理。在我们的方法中，我们利用自旋动量锁定效应，其中光子偏振的方向被锁定到它的方向。这种效应在普通光学器件中是不可能的，并且依赖于波导内电磁场的修改。我们的第一个实验已经证明了基于纳米束的简单波导中的光子自旋动量锁定。本计画的目标是利用珀塞尔效应来优化自旋光子界面，以增强光与物质的相互作用。该项目将涉及使用最先进的纳米光子光谱技术的实验工作，结合数值建模，使用先进的软件包优化设备。一个特定的目标是证明一个大的自旋相关的相移光子传播在一个特定的方向下的波导。这种效应可以作为构建自旋网络的基础，而自旋网络可以在量子技术中得到应用。