論文の概要: Efficient and Continuous Microwave Photodetection in Hybrid Cavity-Semiconductor Nanowire Double Quantum Dot Diodes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.05736v2
• Date: Mon, 3 Jan 2022 10:14:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 11:53:23.970026
• Title: Efficient and Continuous Microwave Photodetection in Hybrid Cavity-Semiconductor Nanowire Double Quantum Dot Diodes
• Title（参考訳）: ハイブリッドキャビティ半導体ナノワイヤダブル量子ドットダイオードにおける高効率・連続マイクロ波光検出
• Authors: Waqar Khan and Patrick P. Potts and Sebastian Lehmann and Claes Thelander and Kimberly A. Dick and Peter Samuelsson and Ville F. Maisi
• Abstract要約: 単一光子検出器は時間関連光子計数への応用の鍵となる。 ここでは, マイクロ波光子を高品位, 半伝導性ナノワイヤ二重量子ドットで効率よく電流に変換する方法を示す。 その結果, 単発マイクロ波光子検出によるフォトダイオードを理論的に予測された単位効率で実現できた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Single photon detectors are key for time-correlated photon counting applications [1] and enable a host of emerging optical quantum information technologies [2]. So far, the leading approach for continuous and efficient single-photon detection in the optical domain has been based on semiconductor photodiodes [3]. However, there is a paucity of efficient and continuous single-photon detectors in the microwave regime, because photon energies are four to five orders of magnitude lower therein and conventional photodiodes do not have that sensitivity. Here we tackle this gap and demonstrate how itinerant microwave photons can be efficiently and continuously converted to electrical current in a high-quality, semiconducting nanowire double quantum dot that is resonantly coupled to a cavity. In particular, in our detection scheme, an absorbed photon gives rise to a single electron tunneling event through the double dot, with a conversion efficiency reaching 6 %. Our results pave the way for photodiodes with single-shot microwave photon detection, at the theoretically predicted unit efficiency [4].
• Abstract（参考訳）: 単一光子検出器は時間関連光子計数アプリケーション [1] の鍵であり、多くの新しい光量子情報技術 [2] を可能にする。 これまでのところ、光領域における連続かつ効率的な単一光子検出のアプローチは半導体フォトダイオード [3] に基づいている。 しかし、マイクロ波系では光子エネルギーが4～5桁以下であり、従来のフォトダイオードには感度がないため、効率的で連続的な単一光子検出器が存在している。 ここで、このギャップに取り組み、共振器に共鳴結合した高品質な半導電性ナノワイヤ二重量子ドットにおいて、マイクロ波光子を効率的に連続的に電流に変換する方法を示す。 特に、この検出方式では、吸収された光子は二重点を通して単一の電子トンネル現象を起こし、変換効率は6%に達する。 その結果, 一発マイクロ波光子検出によるフォトダイオードの効率は理論的に予測された[4]。

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