量子点与量子光相互作用的微观理论:局域场效应
介观与纳米尺度物理
2008-05-27 v1
摘要
我们发展了单量子点(QD)在量子光照射下的线性与非线性电磁响应理论,其中计入了由退极化引起的局域场效应。基于包含电子-空穴交换相互作用的微观哈密顿量,我们推导出一个有效二体哈密顿量,并将其用入射电场表示,其中单独的一项描述量子点的退极化。我们针对不同类型的量子点激发(如 Fock 量子比特、相干场、电磁场的真空态以及具有任意光子态分布的光),建立并求解了量子运动方程。对于在相干光照射下的量子点,我们预言在 Rabi 效应中出现由分岔分隔的两种振荡区域。在第一种区域中,标准的崩塌-复苏现象不会出现,且量子点的粒子数反转被发现为负值;而在第二种区域中,崩塌-复苏图像相较于标准 Jaynes-Cummings 模型所预言的结果发生了显著畸变。在线性区域下,对于量子点与任意量子光态相互作用的情形,我们证明了局域场会在吸收谱中诱导出精细结构:原本对应于激子跃迁频率的单一谱线,变为由两条谱线组成的双重线,其中一条相对于原频率移动了局域场耦合参量的大小。我们证明了强光-物质耦合区域出现在弱场极限下,并对所预言的效应给出了物理解释。
引用
@article{arxiv.0706.0267,
title = {Microscopic theory of quantum dot interactions with quantum light: local field effect},
author = {G. Ya. Slepyan and A. Magyarov and S. A. Maksimenko and A. Hoffmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:0706.0267},
year = {2008}
}
评论
14 pages, 7 figures