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/2301.10273v2
• Date: Fri, 18 Oct 2024 12:59:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-21 14:22:06.307908
• 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: Giuseppe Ronco, Abel Martínez-Suárez, Davide Tedeschi, Matteo Savaresi, Aurelio Hierro-Rodríguez, Stephen McVitie, Sandra Stroj, Johannes Aberl, Mortiz Brehm, Victor M. García-Suárez, Michele B. Rota, Pablo AlonsoGonzález, Javier Martín-Sánchez, Rinaldo Trotta,
• Abstract要約: 本稿では、WSe2単層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。 本研究は,2次元材料に基づく単一光子源の輝度を動的に制御する方法を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The discovery of quantum emitters (QEs) in two-dimensional materials (2D) has triggered a surge of research to assess their suitability for quantum photonics. While their microscopic origin is still the subject of intense studies, position-controlled QEs are routinely fabricated using static strain gradients, which are used to drive excitons towards localized regions of the crystal where quantum light emission takes place. However, the use of strain in a dynamic fashion to control the brightness of single-photon sources in 2D materials has not been explored so far. In this work, we address this challenge by introducing a novel hybrid semiconductorpiezoelectric device in which WSe2 monolayers are integrated onto piezoelectric pillars that provide both static and dynamic strains. The static strains are first used to induce the formation of QEs, whose emission shows photon anti-bunching. Their energy and brightness are then controlled via the application of voltages to the piezoelectric pillars. 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 QEs. Our work provides a method to dynamically control the brightness of single photon sources based on 2D materials.
• Abstract（参考訳）: 2次元材料 (2D) における量子エミッタ (QEs) 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。 微視的起源は依然として激しい研究の対象であるが、位置制御されたQEは、量子光が放出される結晶の局在領域に向けて励起子を駆動するために用いられる静的ひずみ勾配を用いて日常的に製造される。 しかし,2次元材料における単一光子源の輝度を動的に制御するためのひずみの利用は,これまで検討されていない。 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両立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、まずQE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。 そのエネルギーと明るさは圧電柱への電圧印加によって制御される。 ドリフト拡散方程式と組み合わされた数値シミュレーションにより、これらの効果は、コンフィングポテンシャルランドスケープのひずみによって引き起こされた変化によるものであることが示され、それによって異なるQE間でのエキシトンの再分配が導かれる。 本研究は,2次元材料に基づく単一光子源の輝度を動的に制御する方法を提供する。

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