半導(dǎo)體自組織量子點物理性質(zhì)的外場調(diào)控.pdf

1、確定性糾纏光源在量子信息技術(shù)中有重要的應(yīng)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(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(jié)構(gòu)劈裂。精細結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的調(diào)控研究受到了廣泛關(guān)注。本論文主要討論外應(yīng)力對量子點精細結(jié)構(gòu)劈裂的調(diào)控。
　　本文包含的主要工作如下:
　　1.發(fā)展了有限溫度經(jīng)驗贗勢方法研究溫度對量子點光學性質(zhì)的影響:溫度對量子點的光學性質(zhì)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(jīng)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(zhì)量，能隙以及它們的能帶隨著溫度的變化關(guān)系，我們確定了有限溫度經(jīng)驗贗勢理論中的相關(guān)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(guān)系，與實驗結(jié)果吻合很好。我們發(fā)現(xiàn)量子點的精細結(jié)構(gòu)劈裂不隨溫度顯著變化。
　　2.應(yīng)力對量子點精細結(jié)構(gòu)的調(diào)控:量子點的精細結(jié)構(gòu)劈裂可以通過外力調(diào)控。我們討論了單軸應(yīng)力和組合應(yīng)力對量子點精細結(jié)構(gòu)劈裂的影響。我們證明利用組合的兩個單軸應(yīng)力，量子點的

4、精細結(jié)構(gòu)劈裂可以被調(diào)節(jié)到接近零，從而可以在實現(xiàn)糾纏光源。該方案已經(jīng)被很多實驗驗證。
　　3.應(yīng)力調(diào)控量子點物理性質(zhì)的模型理論:我們利用Bir-Pikus方法討論了應(yīng)力對量子點精細結(jié)構(gòu)劈裂的影響，并且解析推導(dǎo)了精細結(jié)構(gòu)，激子偏振角等在外應(yīng)力下的行為。該方法得到的結(jié)果和經(jīng)驗贗勢方法得到的結(jié)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(yīng)力對量子點精細結(jié)構(gòu)影響的微觀機制。
　　4.波長可調(diào)的糾纏光源:盡管量子點可以作為理想的糾