論文の概要: Superradiance Enhanced Light-Matter Interaction in Spatially Ordered Shape and Volume Controlled Single Quantum Dots: Enabling On-Chip Photonic Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06792v1
• Date: Sun, 11 May 2025 00:18:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.037892
• Title: Superradiance Enhanced Light-Matter Interaction in Spatially Ordered Shape and Volume Controlled Single Quantum Dots: Enabling On-Chip Photonic Networks
• Title（参考訳）: 空間秩序形状と体積制御単一量子ドットにおける超高輝度光物質相互作用:オンチップフォトニックネットワークの実現
• Authors: Lucas Jordao, Qi Huang, Swarnabha Chattaraj, Siyuan Lu, Jiefei Zhang, Anupam Madhukar,
• Abstract要約: 我々は、単一の光子超放射能を示す量子ドットの配列を再現的に生成し、閉じ込めポテンシャル体積、深さ、そして結果として生じる結合エネルギーの微妙なバランスを特徴付ける。 本研究は,SESREをベースとした格子とミスマッチした材料の組み合わせのMTSQDについて検討する上で,説得力のあるインセンティブを与えるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.368393320613973
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: On-chip photonic networks require adequately spatially ordered matter-photon interconversion qubit sources with emission figures-of-merit exceeding the requirements that would enable the desired functional response of the network. The mesa-top single quantum dots (MTSQDs) have recently been demonstrated to meet these requirements. The substrate-encoded size-reducing epitaxy (SESRE) approach underpinning the realization of these quantum emitters allows control on the shape, size, and strain (lattice-matched or mismatched) of these epitaxial single quantum dots. We have exploited this unique feature of the MTSQDs to reproducibly create arrays of quantum dots that exhibit single photon superradiance, characteristic of a delicate balance between the confinement potential volume, depth, and the resulting binding energy of the center of mass motion of the exciton and the exciton binding energy. In the exciton's weak confinement regime, direct enhancement of the quantum dot oscillator strength to ~30 is demonstrated for emitters in large arrays. Our findings provide compelling incentive for investigations of the potential of SESRE based tailored MTSQDs of lattice matched and mismatched material combinations for fabricating and studying interconnected networks enabled by these unique matter qubit-light qubit interconversion units.
• Abstract（参考訳）: オンチップフォトニックネットワークは、ネットワークの所望の機能的応答を可能にする要求を超えるエミッションフィギュアを持つ、適切に空間的に秩序づけられた物質-光子変換量子ビット源を必要とする。 メザトップ単一量子ドット(MTSQD)は、最近これらの要件を満たすために実証されている。 これらの量子エミッタの実現を支える基板符号化サイズ還元エピタキシー(SESRE)アプローチは、これらのエピタキシャル単一量子ドットの形状、大きさ、ひずみ(格子マッチングまたはミスマッチ)を制御できる。 我々は、MTSQDのこのユニークな特徴を利用して、1つの光子超放射能を示す量子ドットの配列を再現し、閉じ込めポテンシャル体積、深さ、励起子の質量運動中心と励起子の結合エネルギーの微妙なバランスを特徴付ける。 エキシトンの弱い閉じ込め状態では、大きな配列のエミッタに対して量子ドット発振器の強度を~30まで直接増強することが示される。 本研究は,SESREをベースとした格子とミスマッチした材料の組み合わせのMTSQDが,これらのユニークな物質量子ビット光量子ビット変換ユニットによって実現された相互接続ネットワークを作製・研究するための可能性を探るため,説得力のあるインセンティブを提供する。

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