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微腔与单量子点耦合单光子发射量子相干探测及器件制备
结题报告
批准号:
91321313
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
200.0 万元
负责人:
牛智川
学科分类:
A2205.光量子物理和量子光学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李传锋、古英、孙宝权、倪海桥、窦秀明、尚向军、王国伟、任正伟、张立春
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中文摘要
本项目基于前期研究基础,提出进一步开展半导体微腔与单InAs量子点耦合单光子量子态相干探测物理效应、高品质长波长单光子发射器件制备研究。通过开拓量子点有序定位和发光波长拓展新方法,实现纳米线与单量子点耦合、纳米等离激元与单量子点耦合结构的可控制备,获得小模式体积、高品质因子微腔与单量子点的精确耦合。研究纳米表面等离激元各项异性耦合效应改善单光子发射机理,获得提升单光子发射收集效率的微腔耦合优化结构。建立共振荧光单光子量子相干操纵技术,完善长波段单光子二阶关联光谱检测技术。本项目研究将为发展固态集成化单光子源器件和量子相干探测技术提供物理基础和技术方案。
英文摘要
In this project, we have proposed to start the second stage of study on InAs single quantum dots (QDs) coupled with semiconductor microcavities for quantum coherent detection and device fabrication of single photon source (SPS). The main researches will focus on finding new methods of extending emission wavelength and site controlled growth of QDs to realize controllable fabrication for coupled structures of nanowires and nano surface plasmons with single QDs, and to obtain the high Q microcavities with small mode volume. The enhancement mechanisms of coupling effects of surface plasmons to single QDs will be investigated to get optimized designs of microcavity structures for improving efficiency of single photon collection. The quantum coherent manipulation for single photons based on resonance fluorescence technique will be developed and the second order correlation spectroscopy for long wavelength SPS detection will be perfected. The mission of this project is to build up physical groundwork and technology solution for developing solid state integration SPS devices and quantum coherent detection techniques.
单光子量子光源是量子通信、量子计算、量子测量等量子科技领域十分关键的量子器件,基于半导体量子点的固态量子光源是具有可实用化前景的理想体系。单量子点与光学谐振腔耦合效应是实现可控单光子发射的核心机制。本项目研究突破了量子点的外延生长、DBR光学谐振腔中心波长调控和材料外延技术。深入研究了单光子量子态相干探测物理效应、高品质长波长单光子发射器件制备。建立共振荧光单光子量子相干操纵技术,完善长波段单光子二阶关联光谱检测技术。基于量子点单光子实现了量子态可恢复存储,首次实现量子点与固态量子存储器两种不同固态系统之间的对接,实现100个时间模式的多模式量子存储,模式数创造世界最高水平。开拓了量子点发光波长拓展新方法,实现纳米线与单量子点耦合结构的可控制备,获得小模式体积、高品质因子微腔与单量子点的精确耦合。研究了耦合效应改善单光子发射机理,获得了1.31光纤通信波段的单光子器件,发射速率超过1MHz的国家先进水平。采用光纤耦合输出提升了单光子收集效率,为量子信息技术应用提供了固体单光子源器件的解决方案。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Zinc-blende and wurtzite GaAs quantum dots in nanowires studied using hydrostatic pressure
使用静水压力研究纳米线中的闪锌矿和纤锌矿 GaAs 量子点
DOI:10.1103/physrevb.92.165315
发表时间:2015-10-28
期刊:PHYSICAL REVIEW B
影响因子:3.7
作者:Yang, Shuang;Ding, Kun;Sun, Baoquan
通讯作者:Sun, Baoquan
Storage of multiple single-photon pulses emitted from a quantum dot in a solid-state quantum memory.
固态量子存储器中量子点发射的多个单光子脉冲的存储
DOI:10.1038/ncomms9652
发表时间:2015-10-15
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Tang JS;Zhou ZQ;Wang YT;Li YL;Liu X;Hua YL;Zou Y;Wang S;He DY;Chen G;Sun YN;Yu Y;Li MF;Zha GW;Ni HQ;Niu ZC;Li CF;Guo GC
通讯作者:Guo GC
DOI:10.1186/s11671-016-1597-0
发表时间:2016-12
期刊:Nanoscale research letters
影响因子:--
作者:Chen ZS;Ma B;Shang XJ;He Y;Zhang LC;Ni HQ;Wang JL;Niu ZC
通讯作者:Niu ZC
Single-photon property characterization of 1.3 mu m emissions from InAs/GaAs quantum dots using silicon avalanche photodiodes
使用硅雪崩光电二极管对 InAs/GaAs 量子点的 1.3 μm 发射进行单光子特性表征
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Scientific Reports
影响因子:4.6
作者:Ni, H. Q.;Niu, Z. C.;Jiang, D. S.;Sun, B. Q.
通讯作者:Sun, B. Q.
Second-Order Correlation Function for Asymmetric-to-Symmetric Transitions due to Spectrally Indistinguishable Biexciton Cascade Emission
由于光谱不可区分的双激子级联发射导致不对称到对称转变的二阶相关函数
DOI:10.1088/0256-307x/32/12/124204
发表时间:2015
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:Zhu Hai-Jun;Jiang De-Sheng;Zhao Cui-Lan;Sun Bao-Quan
通讯作者:Sun Bao-Quan
InGaAsSb/GaAlAs纳米线异质结量子点外延生长及其单光子发射机理
微腔中量子点单光子及纠缠光子的发射与检测
  • 批准号:
    90921015
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    300.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    牛智川
  • 依托单位:
半导体量子点非经典光辐射效应研究
Sb元素诱导分子束外延生长GaInNAs长波长量子阱材料
  • 批准号:
    90201026
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    24.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    牛智川
  • 依托单位:
原子氢辅助分子束外延生长位置可控量子点
InGaAs/GaAs应变量子线生长、发光性质及器件应用研究
  • 批准号:
    69606005
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    1996
  • 负责人:
    牛智川
  • 依托单位:
国内基金
海外基金