单个带电自组装量子点中的库仑相互作用：辐射寿命与复合能量

我们展示了限制在单个自组装 InGaAs 量子点中的激子的辐射复合寿命 $\tau$ 和发射能量的电荷依赖性结果。对于特定的发射能量，寿命存在显著的点间波动。为了得出普遍结论，我们通过分析大量单个量子点记录的数据来呈现统计行为。激子电荷通过 n 型场效应结构以极高的保真度进行控制，从而可访问中性激子 ($X^0$)、双激子 ($2X^0$) 以及带正电 ($X^{1+}$) 和带负电 ($X^{1-}$) 的激子。我们发现每种激子的复合寿命存在显著差异，平均而言，$\tau(X^{1-}) / \tau(X^0) = 1.25$，$\tau(X^{1+}) / \tau(X^0) = 1.58$，且 $\tau(2X^0) / \tau(X^0) = 0.65$。我们将寿命的变化归因于量子点充电时单粒子空穴波函数的显著变化，这种效应在用一个空穴而非一个电子对 $X^0$ 充电时更为明显。我们通过将激子能量的实验数据重新表述为库仑能量来验证这一解释。我们直接表明电子 - 空穴库仑能量具有电荷依赖性，在存在额外电子时其值降低 5-10%，并且电子 - 电子和空穴 - 空穴库仑能量几乎相等。