室温下单光子发射量子点与等离激元纳米腔阵列中局域及离域模式的可调耦合
光学
2020-11-03 v1
摘要
单光子源（SPS），尤其是基于固态量子发射体的源，是未来量子技术的关键要素。所需的是开发宽带、高量子效率、室温的SPS，并且其能够可调地耦合到光学腔，从而有望催生全光量子通信平台。就此而言，SPS与等离激元纳米腔阵列的确定性耦合因表面晶格共振（SLRs）的长传播长度和离域特性而具有巨大优势。基于这些考量，我们报道了室温下单光子发射胶体量子点（CQDs）与等离激元纳米腔阵列中局域和离域模式可调耦合的实验。利用对孤立CQD的时间分辨光致发光测量，我们报道了SLRs在实现高得多的Purcell效应方面的显著优势，尽管CQDs存在大失相，其耦合到晶格和局域模式的值分别约为22和约6。我们展示了耦合到这些模式的CQDs的反聚束测量，其g(2)(0)值处于量子域，为有效的协同行为提供了证据。我们给出了CQDs与等离激元和晶格模式耦合的密度矩阵处理，使我们能够对Purcell因子及反聚束的实验结果进行建模。我们还提供了由晶格模式介导的远程CQDs间接激发的实验证据，并提出了一种解释这些观测的模型。我们的研究展示了利用宽带量子发射体和等离激元纳米腔阵列开发用于单光子操作和通信的纳米光子平台的可能性，因为这些阵列能够在空间分离的量子发射体之间产生纠缠。
引用
@article{arxiv.2011.00182,
title = {Room temperature tunable coupling of single photon emitting quantum dots to localized and delocalized modes in plasmonic nanocavity array},
author = {Ravindra Kumar Yadav and Wenxiao Liu and Ran Li and Teri W. Odom and Girish S. Agarwal and Jaydeep K Basu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.00182},
year = {2020}
}