InAs 量子点动态核自旋极化态的直接高分辨共振拉曼散射测量
介观与纳米尺度物理
2021-01-04 v1 光学
量子物理
摘要
我们报道了在共振激发条件下，以空前光谱分辨率对单个 InAs 量子点中电子自旋分裂及伴随的核 Overhauser（OH）场，进而对其 underlying 核自旋极化（NSP）与涨落带宽的直接测量。电子自旋分裂通过超导纳米线探测的共振自旋翻转单光子拉曼散射直接测量，以生成激发-发射能量图。所观测的二维图揭示出一个对激发频率具有非线性依赖关系的 OH 场。本研究为早先所谓规避与追踪的报道提供了新见解，通过增加发射能量轴直接显示出两种不同的 NSP 响应。数据显示极化过程依赖于被光驱动的哪一个电子自旋态，且两种情况下极化涨落存在惊人差异：其中一种情况，以单峰分布为特征的稳定化场随激光激发频率单调移动，从而在宽失谐范围内产生近乎恒定的光学相互作用强度；而另一种情况，早先报道的规避行为实际上是近零失谐处对激光激发频率非线性依赖导致在两个不同介观核自旋态间切换的结果。该场大小可达 400 mT，测量具有低于 100 个核自旋的灵敏度。观测到 OH 场分布的稳定/不稳定点，源于电子-三重激子-核系统中的非线性反馈环。核自旋极化态在相差至少 160 mT 的场之间切换，速度至少快达 25 ms。控制实验表明，应变诱导的四极相互作用或可解释所测得的 OH 场。
引用
@article{arxiv.2011.13249,
title = {Direct high resolution resonant Raman scattering measurements of InAs quantum dot dynamic nuclear spin polarization states},
author = {Aaron M. Ross and Allan S. Bracker and Michael K. Yakes and Daniel Gammon and L. J. Sham and Duncan G. Steel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13249},
year = {2021}
}