論文の概要: Screw-dislocation-engineered quantum dot: geometry-tunable nonlinear optics, orbital qubit addressability, and torsion metrology
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.13920v1
- Date: Mon, 17 Nov 2025 21:16:35 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-19 16:23:52.804232
- Title: Screw-dislocation-engineered quantum dot: geometry-tunable nonlinear optics, orbital qubit addressability, and torsion metrology
- Title（参考訳）: スクリュー転位工学的量子ドット:幾何可変非線形光学、軌道量子ビットアドレス性、およびねじれ距離
- Authors: Edilberto O. Silva,
- Abstract要約: 均一なねじり媒体,垂直磁場,アハロノフ-ボームフラックスの存在下で閉じ込められた単一電子について検討した。
i)エネルギーブルーシフトが$sim 6.8$から$sim 15.5$meVとなり、飽和強度が桁違いに変化するトーション制御光遷移により、幾何学的にプログラム可能な光スイッチングが可能となる。
また、トーションがエミッタのテクスチンシチュー制御をどのように行うかを示す。-キャビティQEDにおけるキャビティデチューニングと光物質結合について。
- 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 study a single electron confined in a uniform-torsion medium, a continuum model of a screw dislocation density, in a perpendicular magnetic field, and in the presence of an Aharonov--Bohm flux. Torsion alone produces radial confinement without any \textit{ad hoc} potential, while the Aharonov--Bohm phase breaks the usual $m\leftrightarrow -m$ symmetry. From the exact spectrum and wave functions, we find: (i) a torsion-controlled optical transition whose energy blue-shifts from $\sim 6.8$ to $\sim 15.5$~meV and whose saturation intensity varies by an order of magnitude, enabling geometry-programmable optical switching; (ii) an Aharonov--Bohm-tunable ``angular pseudospin'' formed by the $m=\pm1$ states, with flux-controlled level splitting and asymmetric oscillator strengths that allow selective optical addressability; and (iii) an approximately linear torsion dependence of the transition energy that enables nanoscale torsion metrology with an estimated resolution of $\sim 10^{5}~\mathrm{m}^{-1}$. In this context, ``torsion'' refers to the experimentally relevant continuum limit of a uniform density of parallel screw dislocations, i.e., a crystal with finite torsion but vanishing curvature, which can, in practice, be engineered and probed in twisted nanowires and strained semiconductor heterostructures. We also show how torsion provides \textit{in situ} control of emitter--cavity detuning and light--matter coupling in cavity QED, in direct analogy with strain tuning of semiconductor quantum dots in nanocavities, but here arising from a purely geometric/topological parameter.
- Abstract（参考訳）: 均一なねじり媒体, スクリュー転位密度の連続モデル, 垂直磁場, およびアハロノフ-ボームフラックスの存在下で, アハロノフ-ボーム相は通常の$m\leftrightarrow -m$対称性を破る一方, トーションのみは \textit{ad hoc}電位を伴わない放射閉じ込めを生成する。
正確なスペクトルと波動関数から
i) エネルギーブルーシフトが$\sim 6.8$から$\sim 15.5$~meVに変化し、飽和強度が桁違いに変化し、幾何学的にプログラム可能な光スイッチングを可能にするトーション制御光学遷移
(ii) aharonov--Bohm-tunable ``angular pseudospin' は$m=\pm1$状態によって形成され、フラックス制御されたレベル分割と選択的な光アドレス性を実現する非対称振動子強度を有する。
3) 遷移エネルギーのほぼ線形なねじれ依存性で、ナノスケールのねじれ距離論が$\sim 10^{5}~\mathrm{m}^{-1}$と推定される。
この文脈において、「ねじれ」とは、平行スクリュー転位の均一な密度の連続限界、すなわち、有限のねじれを持つが消滅する曲率を持つ結晶を、実際には、ねじれたナノワイヤと歪んだ半導体ヘテロ構造で設計し、探究することができる実験的な連続限界を指す。
また、ナノキャビティ内の半導体量子ドットのひずみチューニングと直接的に類似するキャビティQEDにおけるエミッタ・キャビティ・デチューニングと光・マッターカップリングの「textit{in situ}」制御について述べるが、これは純粋幾何学的・位相的パラメータから生じるものである。
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