用于片上可扩展量子光学电路的埋入式空间规则、光谱超均匀单量子点阵列
应用物理
2020-06-03 v1 光学
量子物理
摘要
实现备受青睐的片上单片固态量子光学电路的一个长期障碍，是缺乏一种起始平台，该平台包含埋入式（受保护的）、可扩展的空间有序且光谱均匀的按需单光子源（SPSs）阵列。在本文中，我们报道了此类SPS阵列的首次实现，其基于一类单量子点（SQDs），具有 > 99.5% 的单光子发射纯度和 < 2nm 的均匀性。这种SQD合成方法在材料组合方面提供了丰富的灵活性，因此可覆盖从长波红外到中波红外、近红外直至可见光和紫外的发射波长区间。埋入式SQD阵列天然适用于制造量子光学电路，可采用成熟的二维光子晶体平台，或利用全介电基元超结构（为片上光学电路固有的水平平面架构中发射光子的定向发射与操控而设计）的Mie型集体共振。本文给出了基于Mie共振的发射光操控的有限元方法仿真，显示实现了具有约 20nm 大光谱带宽的光子同步多功能操控，从而放宽了光谱与模式匹配的要求。我们在此呈现的实验与仿真联合发现，为片上量子光学电路的制造与研究开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2006.00796,
title = {Buried spatially-regular array of spectrally ultra-uniform single quantum dots for on-chip scalable quantum optical circuits},
author = {Jiefei Zhang and Swarnabha Chattaraj and Qi Huang and Lucas Jordao and Siyuan Lu and Anupam Madhukar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.00796},
year = {2020}
}