論文の概要: Quantum simulating the electron transport in quantum cascade laser structures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.12843v1
• Date: Mon, 26 Apr 2021 19:40:07 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-02 08:42:31.591761
• Title: Quantum simulating the electron transport in quantum cascade laser structures
• Title（参考訳）: 量子カスケードレーザー構造における電子輸送の量子シミュレーション
• Authors: Andrea Trombettoni, Francesco Scazza, Francesco Minardi, Giacomo Roati, Francesco Cappelli, Luigi Consolino, Augusto Smerzi, Paolo De Natale
• Abstract要約: 本稿では, モデルパラメータ間の最適関係, 粒子電流の最大化, 個体数逆転(あるいはその生成物)および励起放出速度について述べる。 このことは、コールド原子光学格子シミュレータにおけるQCL動作機構をエミュレートするという概念を裏付けるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose to use ultracold fermionic atoms in one-dimensional optical lattices to quantum simulate the electronic transport in quantum cascade laser (QCL) structures. The competition between the coherent tunneling among (and within) the wells and the dissipative decay at the basis of lasing is discussed. In order to validate the proposed simulation scheme, we quantitatively address such competition in a simplified one-dimensional model. We show the existence of optimal relationships between the model parameters, maximizing the particle current, the population inversion (or their product), and the stimulated emission rate. This substantiates the concept of emulating the QCL operation mechanisms in cold-atom optical lattice simulators, laying the groundwork for addressing open questions, such as the impact of electron-electron scattering and the origin of transport-induced noise, in the design of new-generation QCLs.
• Abstract（参考訳）: 量子カスケードレーザー(QCL)構造における電子輸送を量子シミュレーションするために,超低温フェルミオン原子を1次元光学格子に利用することを提案する。 ウェル間の(そして内部における)コヒーレントトンネルとラシングに基づく散逸崩壊の競合について論じる。 提案手法を検証するため,簡易な一次元モデルにおいて,その競合を定量的に解決する。 本稿では, モデルパラメータ間の最適関係, 粒子電流の最大化, 個体数逆転(あるいはその生成物), および励起放出速度について述べる。 これは、冷原子光学格子シミュレータにおけるQCLの動作機構をエミュレートし、新しい世代のQCLの設計において電子電子散乱の影響や輸送誘起ノイズの発生など、オープンな問題に対処するための基礎となる。

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