論文の概要: Purcell-enhanced single-photon emission from InAs/GaAs quantum dots coupled to low-Q cylindrical nanocavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.11642v1
• Date: Tue, 16 Jul 2024 12:06:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-07-17 15:11:54.881299
• Title: Purcell-enhanced single-photon emission from InAs/GaAs quantum dots coupled to low-Q cylindrical nanocavities
• Title（参考訳）: 低Q円筒ナノキャビティに結合したInAs/GaAs量子ドットからの紫外単光子放出
• Abstract要約: 量子ドット(QD)は、要求に応じて高品質な量子光状態を生成することができる有望な情報源である。 本研究では,Purcell効果を利用して,InAs QDの排出率を最大38倍に向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Generation of single and entangled photons is crucial for photonic quantum information processing. Quantum dots (QDs) are promising sources capable of producing high-quality quantum light states on demand, although at a rate typically limited by their spontaneous radiative lifetime. In this study, we utilize the Purcell effect to demonstrate up to a 38-fold enhancement in the emission rate of InAs QDs. We achieve this by coupling individual QDs to metal-clad GaAs nanopillars characterized with mode volume of 4.5x10-4 ({\lambda}/n)3 and quality factor of 62, consequently enabling high Purcell enhancement across a bandwidth of 15 nm. We measure a multi-photon emission probability as low as 0.5 % from QDs within these cavities. In addition to providing a valuable platform for exploring light-matter interaction at the nanoscale, this work represents a significant stride towards developing QD-sources emitting at high repetition rates, underpinning their role in the future of quantum communication and computing.
• Abstract（参考訳）: 単一および絡み合った光子の生成は、フォトニック量子情報処理に不可欠である。 量子ドット(QD)は、要求に応じて高品質な量子光状態を生成することができる有望な情報源であるが、通常は自発放射寿命によって制限される。 本研究では,Purcell効果を利用して,InAs QDの排出速度を最大38倍に向上させる。 本研究では, それぞれのQDを, 4.5x10-4 ({\lambda}/n)3のモード体積と62のクオリティ係数を特徴とする金属クラッドGaAsナノピラーに結合することにより, 15nmの帯域幅で高いパーセル向上を実現する。 我々はこれらのキャビティ内のQDから0.5%の低い光子放出確率を計測した。 この研究は、ナノスケールでの光-物質相互作用を探索するための貴重なプラットフォームを提供するだけでなく、高い繰り返し速度で放出されるQDソースの開発に向けて大きな一歩を踏み出し、量子通信とコンピューティングの将来における彼らの役割を支えている。

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