半導體自組織量子點物理性質的外場調控.pdf

1、確定性糾纏光源在量子信息技術中有重要的應用。在傳統(tǒng)的實驗方案中，它們一般是通過非線性參量下轉換過程實現(xiàn)的。但是這種糾纏光源不是確定性的，有很小的概率產生冗余的多光子糾纏，并且在每個脈沖中光子對的有和無完全是隨機的。為了克服這一困難，人們提出了基于量子點雙激子級聯(lián)躍遷產生確定性的糾纏光子對。這種糾纏光源的優(yōu)勢在于它每次可以確定性地產生一對糾纏光子對。但實現(xiàn)這種量子點糾纏光源的最大困難是，在級聯(lián)過程中單激子的兩個偏振態(tài)的能量不是簡并的，存在

2、一個能量差，被稱為精細結構劈裂。精細結構劈裂的存在會破壞光子的糾纏性，所以在實驗上很難實現(xiàn)量子點糾纏光源。在過去的十多年中，對量子點的精細結構的調控研究受到了廣泛關注。本論文主要討論外應力對量子點精細結構劈裂的調控。
　　本文包含的主要工作如下:
　　1.發(fā)展了有限溫度經驗贗勢方法研究溫度對量子點光學性質的影響:溫度對量子點的光學性質影響很大，比如它會使得量子點的發(fā)光位置紅移。在我們的方法中溫度對經驗贗勢的影響主要是通過De

3、bye-Waller因子引入的。通過擬合體材料高對稱點的有效質量，能隙以及它們的能帶隨著溫度的變化關系，我們確定了有限溫度經驗贗勢理論中的相關參數(shù)。利用該方法我們計算了量子點發(fā)光能量和溫度的關系，與實驗結果吻合很好。我們發(fā)現(xiàn)量子點的精細結構劈裂不隨溫度顯著變化。
　　2.應力對量子點精細結構的調控:量子點的精細結構劈裂可以通過外力調控。我們討論了單軸應力和組合應力對量子點精細結構劈裂的影響。我們證明利用組合的兩個單軸應力，量子點的

4、精細結構劈裂可以被調節(jié)到接近零，從而可以在實現(xiàn)糾纏光源。該方案已經被很多實驗驗證。
　　3.應力調控量子點物理性質的模型理論:我們利用Bir-Pikus方法討論了應力對量子點精細結構劈裂的影響，并且解析推導了精細結構，激子偏振角等在外應力下的行為。該方法得到的結果和經驗贗勢方法得到的結果在數(shù)量級上是一致的。利用該方法，我們可以深入理解應力對量子點精細結構影響的微觀機制。
　　4.波長可調的糾纏光源:盡管量子點可以作為理想的糾