在本信中,我们介绍了基于五叠自组装 InAs/InAlGaAs 量子点作为活性介质的长波长微盘激光器,这些量子点通过固体源分子束外延在 InP(001)衬底上生长。直径为 8.4 lm 的量子点微盘激光器在脉冲光泵浦条件下在室温下工作。实现了 1.6 lm 的多波长激光发射,低激光阈值为 30 lm W,品质因数为 1336。通过收集到的近场强度分布的“S”形 L-L 曲线、线宽变窄效应和强散斑图案验证了激光行为。所展示的具有低阈值和超紧凑占地面积的长波长激光器可以在集成气体检测和高度局部化的无标记生物和生化传感中找到潜在的应用。
通过细指栅技术,在 InAs 纳米线上实现了集成量子点 (QD) 电荷传感器的串行三量子点 (TQD)。通过直接传输测量和电荷传感器检测测量,研究了器件在少电子状态下的复杂电荷状态和有趣特性。由 TQD 中的 QD 和传感器 QD 形成的电容耦合并联双 QD 的电荷稳定性图显示 TQD 和传感器 QD 之间存在明显的电容耦合,表明电荷传感器具有良好的灵敏度。通过电荷传感器测量 TQD 的电荷稳定性图,同时进行的直接传输测量和基于有效电容网络模型的模拟很好地再现了电荷稳定性图中的整体特征。使用集成电荷传感器在能量退化区域详细测量了 TQD 的复杂电荷稳定性图,其中所有三个 QD 都处于或接近共振状态,并且观察到了四重点和所有可能的八种电荷状态的形成。此外,还演示并讨论了 TQD 作为量子细胞自动机的运行。
具有异质整合技术的Hutonic Integrated Ciress(PIC)已成为硅光子学的激烈研究领域。1 - 3)他们将不同的材料技术引入商业硅芯片的潜力为将高性能图片与各种光学功能进行大规模整合开辟了道路,使用常规的硅开机器(SOI)平台实现了具有挑战性的挑战。4 - 6)尤其是,通过直接键合的混合III - V/SOI激光器的杂基整合为电信光源提供了适当的解决方案,用于电信和数据中心应用程序接近1.3和1.55μm波长范围。2,7)通过使用分布式的bragg refector,Ring Resonator和Loop Mirror设备,通过使用分布式的Bragg Remotector和Loop Mirror设备来实现在SOI电路内的这种集成在SOI电路内的这种集成。8 - 12)此外,还报道了Hybrid III - V/SOI环激光器,其中光线从III - V/SOI环激光器耦合到通过方向耦合器耦合到Si Bus-WaveGuide。13 - 16)
在半导体的纳米线(NWS)中,通过一层超导体,来自正常金属接触的隧道频谱揭示了粒子孔象征符号符号符号符号符号符号(ABSS),该状态(ABSS)位于设备中,由电气孔,设备,设备界限,或限制在设备内部,或者。Andreev反射的过程在存在超导间隙的情况下实现了可测量的电流。在正常和超导相之间的边界上的电子和孔之间反映了与相结合镜的光子反射相似[2-4]。最近,已经意识到一种设备的几何形状,可以在两个正常的导线上测量连接到相同近端的NW的频率电流,同时使母体超导体接地[5,6]。非局部电导被测量为在一个探针上的差分电流响应,以响应在另一个探针上施加的差分电压。对于小于超导间隙的施加电压,非局部运输是由夫妇到相关隧道探针的Andreev状态介导的。观察研究预测了具有特定自旋轨道和Zeeman效应的NWS拓扑相变的非局部相变的特征签名[7-10]。与局部和非局部电导有关的特征对称关系已通过实验报告[5]。在实验中也报道了在非局部电导段中在非局部电导率中测得的诱导间隙的结束[6]。使用相同的传输过程,已使用与一个超导和两个正常导线耦合的量子点来证明Cooper-Pair分裂[11-14]。在蒸汽液体固定的NWS和碳纳米管中,已报道了由量子点状态诱导的亚段状态的非局部态度[13、15、16]。
嵌入纳米线波导的外延量子点 (QDs) 是单个光子和纠缠光子的理想来源,因为这些设备可以实现高收集效率和发射线纯度 1 – 4 。此外,这种架构有可能通过在纳米线内串联耦合量子点来形成量子信息处理器的构建块。具有清晰分子键合和反键合状态特征的量子点分子已被证明,其中可利用量子限制斯塔克效应 5、6 调整载流子群。这些光学活性量子点也是量子网络单元非常有希望的候选者,因为它们可以将光子量子比特中编码的量子信息传输到固态量子比特并在耦合的量子点电路中处理该信息 7 – 9 。控制点之间的隧道耦合是适当调整和执行量子比特之间量子门所需的关键特性。例如,在静电定义的量子点中,可通过为此目的设计的电门实现点间隧道耦合,并且已实现多达 9 个量子比特的线性阵列 10 。在外延量子点中,隧道耦合由量子点之间的距离决定,该距离在生长过程之后无法改变 7 、 11 – 13 。由于原子级外延生长的不确定性,这会产生可重复性问题。克服这些问题的尝试包括旨在引入受控结构变化的措施,例如激光诱导混合 14 、将发射器放置在光子腔中 13 或调整点附近的应变场 15 。这些过程可提高量子点发射器的均匀性,但是它们无法实现时间相关的调整和可寻址性。为了实现这一点,通过金属栅极将外部电场施加到量子点上,从而控制电荷状态 16 、通过斯塔克位移 5 进行光谱调谐以及通过四极场 17 控制激子精细结构。此外,最近在外延量子点中进行的电子传输实验已经证明了隧道耦合的电调谐 18 – 20 。然而,这些方法需要复杂的设备设计和工程。在本信中,我们通过施加垂直于点堆叠方向的磁场来演示点间耦合的可调谐性。我们首先对 InP 纳米线中的 InAsP 双量子点 (DQD) 进行光学磁谱分析,并确定了逆幂律,该定律控制每个点的 s 壳层发射之间的能量差,该能量差是点间距离的函数。发射能量受点成分和应变差异的影响,而点之间的耦合则在生长阶段由分隔它们的屏障厚度决定。但是,我们将证明我们可以调整对于特定状态,通过施加平行于量子点平面的磁场(即 Voigt 几何),发射能量差可在约 1 meV 的范围内按需变化。正如我们将要展示的,如果没有点之间的量子力学耦合,这种能量转移就不可能实现,我们将此结果解释为点间隧道耦合的磁场调谐是由于经典洛伦兹力的量子类似物而发生的。
图 2 (a) 显示了 V GS =0 V 下三种不同通道结构的能带图。图 2 (b) 显示了通道区域中的导带。垂直切割是在栅极电极中心进行的。如图 2 所示,能带可以通过不同的通道结构进行调制。研究发现,CC 通道和 DC 通道可以有效增加导带。与 SC 结构相比,CC 和 DC 结构的势阱深度分别增加了 0.37 eV 和 0.39 eV。这意味着 CC 和 DC 结构增强了通道区域中电子的限制。此外,DC 通道形成了双电子势阱。第二个势阱将减少扩散到 InAlAs 缓冲层中的电子数量。因此,DC 通道结构在电子限制方面比 SC 和 CC 通道结构更有效。
通过调整它们的不对称性[12–14]、成分[6,15]和宽度[16],已经产生了在红外波长下实用的可调结构。[12,14] Gurnick 和 De Temple [17] 首次通过在 Al x Ga 1 − x As 层中生长不对称 Al 成分梯度来破坏中心对称性,在多层结构中观察到了设计的二阶光学非线性。后续实验在 III-V 半导体 QW 中设计了光学非线性,例如可调谐发射器 [2,15,18] 和光开关设备。[6] 然而,它们的二阶非线性磁化率 MQW (2) χ 的实验值尚未见报道。最近人们对在复杂 QW 系统中设计大型光学二阶非线性的兴趣 [19–21] 促使及时系统地研究量化 χ (2)。工程设计中的挑战之一
组件[3,4],但是SI光源的发展远远落后于其他组件[5-8]。组IV材料的间接带隙性质使它们效率低下,因为它们是泵送的发光来源[9],而III – V QD激光器在直接在SI底物上生长的III – V QD激光器对实现高效率和低成本显示出希望。由于自组装QD的三维量子限制,INAS/GAAS QD激光器,这些激光器以低阈值电流密度[4、10-12]呈现出较高的性能[4、10-12],并且对基于SI的PICS的温度和缺陷高度耐受性[13]受到了极大的关注[14-20]。然而,由于载体对较高状态和/或屏障状态的热激发,QD激光器的性能不足理论理想[21-24]。尽管电荷中立性可能
本报告是由美国政府某个机构资助的工作报告。美国政府或其任何机构、其雇员、承包商、分包商或其雇员均不对所披露信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或任何第三方的使用或此类使用结果做任何明示或暗示的保证,或承担任何法律责任或义务,或表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务,并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构、其承包商或分包商对其的认可、推荐或支持。本文表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。