論文の概要: Bright electrically controllable quantum-dot-molecule devices fabricated
by in-situ electron-beam lithography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.03630v2
- Date: Thu, 8 Apr 2021 11:58:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 04:45:01.740105
- Title: Bright electrically controllable quantum-dot-molecule devices fabricated
by in-situ electron-beam lithography
- Title（参考訳）: その場電子ビームリソグラフィにより作製した明るい電気制御可能な量子ドット分子デバイス
- Authors: Johannes Schall, Marielle Deconinck, Nikolai Bart, Matthias Florian,
Martin von Helversen, Christian Dangel, Ronny Schmidt, Lucas Bremer, Frederik
Bopp, Isabell H\"ullen, Christopher Gies, Dirk Reuter, Andreas D. Wieck, Sven
Rodt, Jonathan J. Finley, Frank Jahnke, Arne Ludwig, Stephan Reitzenstein
- Abstract要約: 我々は、量子ドット分子(QDM)デバイスを実現し、優れた光学特性を示す。
ピンダイオード構造の積み重ね量子ドットに基づく電気制御可能なQDMを含む。
これらのメトリクスは、将来のフォトニック量子ネットワークで使用するために開発されたQDMデバイスを魅力的なビルディングブロックにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3756440177289336
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Self-organized semiconductor quantum dots represent almost ideal two-level
systems, which have strong potential to applications in photonic quantum
technologies. For instance, they can act as emitters in close-to-ideal quantum
light sources. Coupled quantum dot systems with significantly increased
functionality are potentially of even stronger interest since they can be used
to host ultra-stable singlet-triplet spin qubits for efficient spin-photon
interfaces and for a deterministic photonic 2D cluster-state generation. We
realize an advanced quantum dot molecule (QDM) device and demonstrate excellent
optical properties. The device includes electrically controllable QDMs based on
stacked quantum dots in a pin-diode structure. The QDMs are deterministically
integrated into a photonic structure with a circular Bragg grating using
in-situ electron beam lithography. We measure a photon extraction efficiency of
up to (24$\pm$4)% in good agreement with numerical simulations. The coupling
character of the QDMs is clearly demonstrated by bias voltage dependent
spectroscopy that also controls the orbital couplings of the QDMs and their
charge state in quantitative agreement with theory. The QDM devices show
excellent single-photon emission properties with a multi-photon suppression of
$g^{(2)}(0) = (3.9 \pm 0.5) \cdot 10^{-3}$. These metrics make the developed
QDM devices attractive building blocks for use in future photonic quantum
networks using advanced nanophotonic hardware.
- Abstract（参考訳）: 自己組織化された半導体量子ドットは、ほぼ理想的な2段階のシステムであり、フォトニック量子技術における応用に強いポテンシャルを持つ。
例えば、近接から理想の量子光源ではエミッターとして振る舞うことができる。
機能を大幅に増強した結合量子ドット系は、効率的なスピン光子インタフェースや決定論的フォトニック2Dクラスター状態生成のために超安定なシングルトリップレットスピンキュービットをホストできるため、さらに強い関心を持つ可能性がある。
我々は、量子ドット分子(QDM)デバイスを実現し、優れた光学特性を示す。
ピンダイオード構造における積層量子ドットに基づく電気制御可能なqdmを含む。
qdmは、in-situ電子ビームリソグラフィを用いた円形ブラッググレーティングを備えたフォトニック構造に決定論的に統合される。
数値シミュレーションとよく一致して、最大(24$\pm$4)%の光子抽出効率を測定する。
QDMの結合特性は、理論と定量的に一致してQDMの軌道結合と電荷状態も制御するバイアス電圧依存分光法によって明らかに示されている。
QDM装置は、g^{(2)}(0) = (3.9 \pm 0.5) \cdot 10^{-3}$の多重光子抑制で優れた単光子放出特性を示す。
これらのメトリクスは、先進的なナノフォトニックハードウェアを使用して将来のフォトニック量子ネットワークで使用されるビルディングブロックを魅力的なものにする。
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