微纳尺度腔量子电动力学

腔量子电动力学是在单量子层次上研究光和物质相互作用,在光和原子的强弱耦合、量子相干以及量子信息等方面取得了巨大的成功。通过局域场增强效应,微纳光子结构可以极大地提高光和量子体系的耦合强度,给传统腔量子电动力学带来了新的研究机遇。文章综述了微纳尺度腔量子电动力学的基本原理、重要进展以及可能的应用,特别是在基于金属微纳结构的复合体系中的量子光学效应。这些研究工作不但丰富了光和物质相互作用的内容,还将为芯片上量子信息过程及其可扩展量子网络提供一定的基础。     

单量子点光谱与激子动力学研究进展

胶体半导体量子点具有宽带吸收、窄带发射、发光量子产率高、发射波长连续可调等优点,是制备发光二极管、太阳能电池、探测器、激光器等光电器件的优质材料.单量子点光谱能够消除系综平均效应,可以在单粒子水平上获取量子点材料的结构和动力学信息及与其他材料间的电荷、能量转移动力学等.相关研究结果能够指引量子点材料的设计和为量子点的相关应用提供机理基础.另外基于单量子点可以开展纳米尺度上光与物质的相互作用研究,制备单光子源和纠缠光子源等.本文综述了单量子点光谱与激子动力学近期的相关研究进展,主要包括单量子点的光致发光闪烁特性和调控方式、单激子和多激子动力学研究及双激子辐射特性的调控等.最后简要地讨论了单量子点光谱未来可能的发展趋势.     

用于超快、高效系统的半导体纳米结构光子器件

首先对未来系统光子器件的关键问题进行了综述。并且对半导体纳米结构,特别是基于量子点材料的超快开关器件取得的最新进展进行了讨论。其中包括基于量子点的半导体光放大器,其在超过40Gb/s的速率下展现出偏振不敏感特性;新型基于量子点的垂直腔结构的光开关,其展现出超快、节能、全光开关的特性。概括和讨论了未来基于纳米结构的光子器件的应用。     

"量子光学及光量子技术"专题前言

<正>量子光学是研究光的量子性质,包括光辐射的产生、相干统计性质、传输、检测,以及光与物质相互作用中的量子效应的一门学科,主要探究光场的各种复杂多变的量子行为及其物理本质,揭示光与原子、分子等相互作用的各种动力学特性以及与光与物质相互作用的基本特征、机理、规律等。21世纪以来,随着激光技术的飞速发展及其应用的拓展,对量子光学及量子物理基本问题的研究进入了一个新的阶段。此外,随着对光子和光场、原子和分子等单个量子客体操控能力的不断提高,光量子技术引领的信息处理新方式在全球范围内蓬勃发展,量子信息技术已成为今后科技产业革命的新技术之一。     

微纳加工技术在光电子领域的应用

纳米光电子器件正在成为下一代光电子器件的核心。文章介绍了电子束光刻和电感耦合等离子体刻蚀为代表的徽纳加工技术在光电子学器件中的应用。主要包括量子点激光器、量子点THz探测器和光子晶体器件。     

单量子点的发光与应用EI北大核心CSCD

由于量子限制效应,自组装半导体单量子点具有类似于原子的分立能级,可实现高不可分辨、高亮度和高纯度的单光子发射,其多种激子态能够产生不同偏振模式的光子。而光学微纳结构是调控量子点发光性质的有效手段,当单个量子点与光学微腔发生弱耦合时,Purcell效应将大大提高量子点作为单光子源或纠缠光子对源的性能。同时,量子点与光学微腔的强耦合系统可以作为量子光学网络中的量子节点,以及用于研究单光子水平的光学非线性效应。利用量子点与光学波导的耦合可实现固态量子比特和飞行光子比特的相干转换,以及高效的信息处理与传输,由此构建可靠的片上光学网络。此外,单量子点还具有可操控的自旋态,可作为量子比特的载体。考虑到量子点器件的制备过程易与成熟的半导体技术相结合,基于量子点的器件设计具有良好的可扩展性和集成化潜力。     

光学学报量子光学及光量子技术

正量子光学是研究光的量子性质,包括光辐射的产生、相干统计性质、传输、检测以及光与物质相互作用中的量子效应的一门学科,主要探究光场的各种复杂多变的量子行为及其物理本质,解释光场(光子)与物质(原子、分子或者离子)相互作用的各种动力学特性以及与物质相互作用的基本特征、机理、规律等。近年来,     

二维半导体微纳光腔中光与物质的耦合

二维半导体具有独特的二维材料属性、新奇的谷电子能带结构和丰富的调控自由度,为凝聚态物理、光学等领域的研究带来了机遇。然而,这些研究依然存在许多根本问题,例如光的利用效率低、量子特性易受环境扰动等。将二维半导体和精密微纳光腔进行耦合不仅为这些问题的解决提供了合适的方案,还展现了前所未有的新颖光学效应,从而为二维半导体的基础物理研究和光电应用开拓了新的研究方向。对近10年来微纳光腔中二维半导体中的光与物质耦合的研究进展进行梳理,重点讨论了二维半导体的光学特性,以及二维半导体与微纳光腔的不同耦合区域的研究进展、调控机制及其在纳米激光光源、谷电子学、量子光学等方面的潜在应用,并对未来的发展方向和机遇进行展望。     

不同抗磁行为量子点发光在波导中的手性传输

近年来,为了实现可拓展的集成化量子网络,各种功能性量子器件的发展需求不断加深.集成了单量子点的条形波导可以作为单向传输的量子点光源,在单光子二极管、晶体管和确定性量子门等器件中具有广泛的应用.本文利用共聚焦显微系统,在4.2 K低温下,通过激发波导中心区域的量子点光源,实现了圆极化光的分离,并验证了波导中的自旋动量锁定效应.在实验中实现了具有反常抗磁行为的量子点荧光的手性传输,拓宽了波导单向传输的波长调控范围.在保证波导单向传输性的同时,实现了不同输出光子中心能量的正向、反向偏移.本文为研究宽波段范围的手性量子器件奠定了基础,拓展了波导在量子信息领域中的应用.     

半导体纳米材料和物理

半导体纳米材料是纳米材料的一个重要组成部分，纳米结构的电子和光子器件将成为下一代微电子和光电子器件的核心。文章介绍了半导体纳米材料研究的新进展，包括四个方面：半导体自组织生长量子点，纳米晶体，微腔光子晶体和纳米结构中的自旋电子学。本世纪开始的半导体纳米材料的研究是上世纪半导体超晶格量子阱研究的延续，同时又开辟了一些新的领域，如：单电子的电子学、单光子的光子学，微腔和光子晶体，稀磁半导体和自旋电子的相干输运等，这些研究将为研制在新原理基础上的新器件和实现量子计算、量子通信打下基础。