手性耦合量子点的波导激发与自旋泵浦
介观与纳米尺度物理
2025-10-21 v1 应用物理
光学
量子物理
摘要
我们报道了一种集成半导体芯片，其中单个量子点（QD）通过其最近的 p 壳层光学跃迁，经由光子晶体波导实现面内激发。利用波导模式的手性，实现了定向吸收和定向发射，从而显著增强了波导耦合量子点塞曼分量的定向对比度。这种远程激发方案在约 56% 的波导区域实现了高定向性（大于或等于 0.95），并与电场强度分布接近峰值的 Purcell 增强区域有显著重叠。相比之下，使用直接聚焦在量子点区域上的面外激发光束的局部激发方法仅能实现约 25% 的重叠。这种增强提高了在支持高定向性的区域中定位 Purcell 增强 QD 的可能性，从而实验证明了定向性超过 90% 的 QD 的衰减率实现了六倍增强。远程 p 壳层激发协议在 Purcell 增强和高定向性的结合方面为波导量子光学建立了新基准，从而为在高 β 因子条件下实现基于自旋的固态量子技术的片上激发铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2502.00218,
title = {Waveguide Excitation and Spin Pumping of Chirally Coupled Quantum Dots},
author = {Savvas Germanis and Xuchao Chen and René Dost and Dominic J. Hallett and Edmund Clarke and Pallavi K. Patil and Maurice S. Skolnick and Luke R. Wilson and Hamidreza Siampour and A. Mark Fox},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.00218},
year = {2025}
}
备注
11 pages, 4 figures