腔量子电动力学中声子诱导效应对半导体量子点衰变动力学的微观理论
介观与纳米尺度物理
2012-08-17 v2 量子物理
摘要
我们研究了电子-声子相互作用对耦合到光学微腔的量子点衰变动力学的影响。我们表明，电子-声子相互作用对动力学有重要影响，特别是当量子点和腔调谐失谐时，此时声子可以增加或移除能量，导致量子点和腔之间的有效非共振耦合。使用两种不同的理论方法研究系统：(i) 裸声子耦合常数的二阶展开，(ii) 极化子-光子耦合常数的展开，源于极化子变换，允许在高温下精确描述。在低温区域，两种方法吻合良好。对量子点衰变动力学进行了广泛研究，涵盖了重要的参数依赖性。我们发现，电子-声子相互作用通常导致量子点和腔之间耦合带宽大大增加。在低温下观察到量子点衰变速率的不对称性，当量子点能量大于腔时衰变更快。我们将其解释为由于缺乏声子吸收过程。此外，我们推导了量子点衰变速率的近似解析表达式，适用于腔可被绝热消除的情况。这些表达式清晰地解释了物理机制，并强调了有效声子密度在量子点衰变动力学中的重要作用，该密度描述了可用于散射的声子的可用性。基于解析表达式，我们给出了预期声子效应重要的参数区域。此外，我们在附录中包含了所有技术发展。
引用
@article{arxiv.1205.1883,
title = {Microscopic theory of phonon-induced effects on semiconductor quantum dot decay dynamics in cavity QED},
author = {P. Kaer and T. R. Nielsen and P. Lodahl and A. -P. Jauho and J. Mork},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.1883},
year = {2012}
}
备注
published PRB version, comments are very welcome