論文の概要: Strain-induced dynamic control over the population of quantum emitters
in two-dimensional materials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10273v1
- Date: Tue, 24 Jan 2023 19:09:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-26 16:32:30.593545
- Title: Strain-induced dynamic control over the population of quantum emitters
in two-dimensional materials
- Title（参考訳）: 2次元材料中の量子エミッタの集団に対するひずみ誘起動的制御
- Authors: Matteo Savaresi, Abel Mart\'inez-Su\'arez, Davide Tedeschi, Giuseppe
Ronco, Aurelio Hierro-Rodr\'iguez, Stephen McVitie, Sandra Stroj, Johannes
Aberl, Moritz Brehm, Victor M. Garc\'ia-Su\'arez, Michele B. Rota, Pablo
Alonso-Gonz\'alez, Javier Mart\'in-S\'anchez, Rinaldo Trotta
- Abstract要約: 本稿では、WSe2単分子膜を圧電体柱に集積するハイブリッド半導体-圧電素子を提案する。
静的ひずみは、まず量子エミッタの形成を誘導するために使用され、その放出は光子反バンチングを示す。
その運動量と放射エネルギーは圧電柱への電圧印加によって可逆的に制御される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The discovery of quantum emitters in two-dimensional materials has triggered
a surge of research to assess their suitability for quantum photonics. While
their microscopic origin is still the subject of intense studies, ordered
arrays of quantum emitters are routinely fabricated using static
strain-gradients, which are used to drive excitons toward localized regions of
the 2D crystals where quantum-light-emission takes place. However, the
possibility of using strain in a dynamic fashion to control the appearance of
individual quantum emitters has never been explored so far. In this work, we
tackle this challenge by introducing a novel hybrid semiconductor-piezoelectric
device in which WSe2 monolayers are integrated onto piezoelectric pillars
delivering both static and dynamic strains. Static strains are first used to
induce the formation of quantum emitters, whose emission shows photon
anti-bunching. Their excitonic population and emission energy are then
reversibly controlled via the application of a voltage to the piezoelectric
pillar. Numerical simulations combined with drift-diffusion equations show that
these effects are due to a strain-induced modification of the
confining-potential landscape, which in turn leads to a net redistribution of
excitons among the different quantum emitters. Our work provides relevant
insights into the role of strain in the formation of quantum emitters in 2D
materials and suggests a method to switch them on and off on demand.
- Abstract（参考訳）: 2次元材料における量子エミッタの発見は、量子フォトニクスへの適合性を評価する研究の急増を引き起こしている。
微視的な起源はまだ激しい研究の対象であるが、秩序ある量子エミッタの配列は、量子光放出が起こる2d結晶の局所領域に向けて励起子を駆動するために用いられる静的歪勾配を用いて日常的に製造される。
しかし、個々の量子エミッターの出現を制御するために動的手法でひずみを用いる可能性はまだ研究されていない。
そこで本研究では, WSe2単層膜を圧電柱に集積し, 静的および動的ひずみを生じさせるハイブリッド半導体-圧電素子を提案する。
静的ひずみは、光子反束を示す量子エミッタの形成を誘導するために初めて用いられる。
その励起子数と放出エネルギーは圧電柱への電圧印加によって可逆的に制御される。
ドリフト拡散方程式と組み合わせた数値シミュレーションにより、これらの効果はひずみによって引き起こされた分断ポテンシャルの地形の変化によるものであることが示される。
我々の研究は、2次元材料における量子エミッタの形成におけるひずみの役割に関する関連知見を提供し、必要に応じてそれらをオン/オフする方法を提案する。
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