論文の概要: Entangled two-plasmon generation in carbon nanotubes and graphene coated wires

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.07914v1
• Date: Wed, 19 Jan 2022 23:29:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 10:02:58.326179
• Title: Entangled two-plasmon generation in carbon nanotubes and graphene coated wires
• Title（参考訳）: カーボンナノチューブおよびグラフェン被覆ワイヤにおける絡み合った2プラズモン生成
• Authors: Y. Muniz, P. P. Abrantes, L. Mart\'in Moreno, F. A. Pinheiro, C. Farina, W. J. M. Kort-Kamp
• Abstract要約: 単一壁カーボンナノチューブ(SWCNT)およびグラフェン被覆ワイヤ(GCW)近傍における量子エミッタの2つのプラズモン自然崩壊について検討する。 我々は、自由空間よりも12桁以上の2つのプラズモン放出速度を予測した。 それらの低次元性を考えると、これらの系は拡張グラフェンと比較して絡み合ったプラズモンを発生・検出するのにより効率的である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the two-plasmon spontaneous decay of a quantum emitter near single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene-coated wires (GCWs). We demonstrate efficient, enhanced generation of two-plasmon entangled states in SWCNTs due to the strong coupling between tunable guided plasmons and the quantum emitter. We predict two-plasmon emission rates more than twelve orders of magnitude higher than in free-space, with average lifetimes of a few dozens of nanoseconds. Given their low dimensionality, these systems could be more efficient for generating and detecting entangled plasmons in comparison to extended graphene. Indeed, we achieve tunable spectrum of emission in GCWs, where sharp resonances occur precisely at the plasmons' minimum excitation frequencies. We show that, by changing the material properties of the GCW's dielectric core, one could tailor the dominant modes and frequencies of the emitted entangled plasmons while keeping the decay rate ten orders of magnitude higher than in free-space. By unveiling the unique properties of two-plasmon spontaneous emission processes in the presence of low dimensional carbon-based nanomaterials, our findings set the basis for a novel material platform with applications to on-chip quantum information technologies.
• Abstract（参考訳）: 単層カーボンナノチューブ (SWCNT) およびグラフェン被覆ワイヤ (GCWs) 近傍の量子エミッタの2つのプラズモン自然崩壊について検討した。 SWCNTにおいて、可変誘導プラズモンと量子エミッタの強い結合により、2つのプラズモンの絡み合った状態が効率的かつ高められることを示す。 我々は、2つのプラズモン放出速度をフリースペースよりも12桁以上高く予測し、平均寿命は数十ナノ秒である。 それらの低次元を考えると、これらのシステムは拡張グラフェンと比較して、絡み合ったプラズモンの生成と検出をより効率的に行うことができる。 実際、我々はgcwsにおいて波長可変な放射スペクトルを実現し、鋭い共鳴はプラズモンの最小励起周波数で正確に起こる。 我々は,GCWの誘電体コアの材料特性を変化させることで,崩壊速度を自由空間よりも10桁高く保ちながら,放出される絡み合ったプラズモンの支配モードと周波数を調整できることを示した。 低次元炭素系ナノ材料の存在下での2-プラズモン自発的放出過程の特異性を明らかにすることで、オンチップ量子情報技術への応用を含む新しい材料プラットフォームの基礎となった。

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