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来自巨型二氧化硅壳量子点的确定性量子光阵列
摘要：胶体量子点 (QD) 是有望应用于光子量子信息技术的单光子源。然而，开发具有胶体材料的实用光子量子装置需要对稳定的单个 QD 发射器进行可扩展的确定性放置。在这项工作中，我们描述了一种利用 QD 尺寸的方法，以便将单个 QD 确定性地定位到大型阵列中，同时保持其光稳定性和单光子发射特性。CdSe/CdS 核/壳 QD 被封装在二氧化硅中，以增加其物理尺寸而不干扰其量子限制发射并增强其光稳定性。然后使用模板辅助自组装将这些巨型 QD 精确定位到有序阵列中，单个 QD 的产率为 75%。我们表明，组装前后的 QD 在室温下表现出反聚束行为，并且它们的光学特性在长时间后保持不变。总之，这种通过二氧化硅壳层自下而上的合成方法和强大的模板辅助自组装提供了一种独特的策略，可以使用胶体量子点作为单光子发射器来生产可扩展的量子光子学平台。关键词：单光子源、纳米光子学、量子点、二氧化硅壳层、确定性定位
体育场形成单层和双层石墨烯量子点中的成像量子干扰
摘要：基于石墨烯的体育场形量子点（QD）的实验实现很少，并且与扫描的探针显微镜不相容。然而，这些QD中电子状态的直接可视化对于确定这些系统中量子混乱的存在至关重要。我们报告了由单层石墨烯（MLG）和双层石墨烯（BLG）组成的异质结构设备中静电定义的体育场形状QD的制造和表征。要实现体育场形状的QD，我们利用扫描隧道显微镜的尖端在支撑六角硼氮化硼中充电。体育场的可视化状态与基于紧密结合的模拟一致，但缺乏清晰的量子混乱特征。基于MLG的体育场QD中缺乏量子混乱特征归因于由于克莱因隧穿而引起的配置潜力的泄漏性质。相反，对于基于BLG的体育场QD（具有更强的配置）的量子混乱是由平滑的配置电势所阻止的，从而降低了状态之间的干扰和混合。关键字：量子点，单层石墨烯，双层石墨烯，量子混乱，STM
外电场作用下具有双曲型轴势的圆柱量子点的光学特性
摘要：本文研究了轴向施加电场下圆柱形量子点结构的电子学与光学特性，选取四种不同的轴向双曲型势。考虑了一个位置相关的有效质量模型，在求解特征值微分方程时既考虑了有效质量在轴向随约束势变化的平滑变化，也考虑了其在径向的突变。特征值方程的计算同时考虑了狄利克雷条件（零通量）和开边界条件（非零通量），在垂直于施加电场方向的平面内实现，这保证了本文结果对于具有极高寿命的准稳态的有效性。采用对角化法结合有限元法，找到了圆柱形量子点中约束电子的特征值和特征函数。用于求解微分方程的数值策略使我们能够克服异质结构边界平面和圆柱面相交区域中边界条件存在的多个问题。为了计算线性和三阶非线性光学吸收系数以及折射率的相对变化，我们使用了密度矩阵展开中的两级方法。我们的结果表明，通过改变结构参数（例如轴向电位的宽度和深度以及电场强度），可以调整所关注结构的电子特性和光学特性，以获得适合特定研究或目标的响应。
单分散胶体量子点簇内的均匀共振能量转移
同质 FRET 过程依赖于供体发射和受体吸收之间的光谱重叠。只有当 QD 彼此足够接近时，才会发生这种情况。这就是我们添加 APTES 将它们聚集成簇的原因。因此，从小波长到大波长的相关能量转移导致 QD 群体的发射带红移。从现象学上讲，这种红移类似于我们在胶体悬浮液中增加 QD 浓度时观察到的红移。在这种情况下，QD 不会聚集且不会相互耦合，因此它们无法实现同质 FRET。然而，鉴于它们的高浓度，内滤波效应 (IFE) 开始发挥作用。每个 QD 仍然发光，但会显著吸收其他 QD 的光。这是一种纯粹的集体自吸收现象，在整个 QD 群体的规模上，依赖于吸收和发射之间的光谱重叠 [3]。给定等式。 (S13)，同源 FRET 可以正式描述为一种统计现象，涉及整个 QD 群体的吸收 A (λ) 和发射光谱 I 0 (λ) 之间的有效重叠，方式与 IFE 类似，只要 ∆ S ≳ δλ ，即 A (λ) ≈ I 0 (λ + ∆ S) 在重叠的光谱范围内（见图 S2）。出于这些原因，我们在此建议，首先，计算由于内滤波效应（IFE）引起的红移，其次，将结果推断到形式上类似的同源 FRET 情况。
使用 III-V 胶体量子点进行快速近红外光电检测
胶体量子点 (CQDs) 因其可调带隙和溶液处理特性，是用于红外 (IR) 光检测的有前途的材料；然而，到目前为止，CQD IR 光电二极管的时间响应不如 Si 和 InGaAs。据推测，II-VI CQD 的高介电常数会导致由于屏蔽和电容而导致的电荷提取速度变慢，而 III-V 族（如果可以掌握其表面化学性质）则可提供低介电常数，从而增加高速操作的潜力。在初步研究中发现，砷化铟 (InAs) 中的共价特性会导致不平衡的电荷传输，这是未钝化表面和不受控制的重掺杂的结果。报道了使用两性配体配位进行表面管理，并且发现该方法同时解决了 In 和 As 表面悬空键。与 PbS CQD 相比，新型 InAs CQD 固体兼具高迁移率（0.04 cm 2 V − 1 s − 1），介电常数降低了 4 倍。由此产生的光电二极管实现了快于 2 ns 的响应时间——这是之前报道的 CQD 光电二极管中最快的光电二极管——并且在 940 nm 处具有 30% 的外部量子效率 (EQE)。
具有表面端接基团 (-F、-OH、=O、-Cl) 的 Ti3C2Tx MXene 量子点，用于超快光子学
摘要：过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）由于其受灵活的组成或表面功能团调控影响的高度可调的电子和光学性质而在光电应用领域引起了广泛关注。先前超快光子研究中使用的 Ti 3 C 2 T x MXenes（-F，-OH，=O封端）通常通过通用的氢氟酸（HF）蚀刻策略合成，这可能导致大量缺陷，从而阻碍 Ti 3 C 2 T x 的光电性能。在本文中，受到通过微密集层剥离法（MILD）蚀刻策略制备的 Ti 3 C 2 T x（-F，-OH，=O，-Cl封端）更高的电导率和载流子迁移率的启发，我们采用液相剥离（LPE）方法进一步优化它，以合成纯 Ti 3 C 2 T x 量子点（QDs）用于超快光子学。与在 1550 nm 下运行的其他 QDs 可饱和吸收体 (SA) 器件相比，我们的 SA 器件表现出相对较低的饱和强度 (1.983 GW/cm − 2 ) 和较高的调制深度 (11.6%)，从而更容易产生锁模脉冲。在通信波段获得了以 1566.57 nm 为中心波长、基频为 22.78 MHz 的 466 fs 的突出超短脉冲持续时间。考虑到基于这种 Ti 3 C 2 T x QDs 锥形光纤的 SA 是对 Er 3+ 掺杂光纤激光器 (EDFL) 的首次探索，这项工作将为超快光子学的应用开辟一条新途径。
解释量子点的不对称发射
半导体量子点 (QDs) 是量子信息和量子计量应用的重要光源（见概要：迈向完美的单光子源）。这些纳米级结构还可以解释物理学家无法理解的量子电动力学问题。这类问题包括当 QD 被限制在光子腔中时，QD 激子（由半导体内部的电子和空穴结合而成的准粒子）衰变的相互矛盾的理论预测。现在，现就职于澳大利亚新南威尔士大学的 Alexey Lyasota 和同事为其中一种理论提供了实验支持 [ 1 ]。他们的结果表明，如果不考虑激子光衰变通道之间的干扰，光与物质相互作用的理论描述是不完整的。
硅量子点的双光子激发光谱及其对生物成像的影响
摘要：胶体纳米晶硅量子点 (nc-SiQDs) 在近红外 (NIR) 中的双光子激发以及在 NIR 中的光致发光在深度生物成像领域具有潜在的应用前景。使用双光子激发测量胶体 nc-SiQDs 的简并双光子吸收 (2PA) 截面的光谱，光谱范围为 1.46 < ℏ ω < 1.91 eV（波长 850 > λ > 650 nm），高于双光子带隙 E g (QD) /2，代表性光子能量为 ℏ ω = 0.99 eV（λ = 1250 nm），低于此带隙。直径为 d = 1.8 ± 0.2 nm 和 d = 2.3 ± 0.3 nm 的 nc-SiQDs（均用 1-十二烯钝化并分散在甲苯中）的双光子激发光致发光 (2PE-PL) 光谱强度与甲醇中已知浓度的罗丹明 B 染料的 2PE-PL 光谱强度一致。对于直径较小的纳米晶体，观察到 2PA 横截面较小，并且观察到 2PA 的起始点从块体 Si 的双光子间接带隙蓝移，这与激子的量子约束预期一致。在各种生物组织中模拟了使用 2PE-PL 进行生物成像的 nc-SiQDs 的效率，并将其与其他量子点和分子荧光团的效率进行了比较，发现在更深的深度下它们相当或更胜一筹。关键词：双光子吸收光谱、双光子吸收截面、硅纳米晶体、量子点、双光子激发光致发光、生物成像 N
强 THz 脉冲驱动的胶体 CdSe/CdS 核/壳量子点中的超快电吸收切换
快速发展的现代光通信系统需要小型电光器件，其光学特性需要能够大幅度快速变化。这种纳米级器件可以用作数据存储或片上数据链路的光互连。[1] 在过去的几十年中，基于量子阱结构的电吸收 (EA) 调制器已被提出在高速光网络中发挥特别有前景的作用。[2,3] 利用量子限制斯塔克效应 (QCSE)，这些材料的光学特性可以通过沿限制轴的外部电场进行调制，即通过倾斜势阱。由于这种“倾斜”的价带和导带，相关的最低能量电子和空穴波函数将定位在势阱的相对侧，从而导致带隙附近的吸收光谱发生变化。这种场诱导调制的典型特征是波函数之间的重叠积分降低，相关光学跃迁的振荡器强度降低，以及跃迁能量降低，这表现为吸收带边缘红移。[4–6]