上海光機所等提出基于鈣鈦礦量子點自組裝超晶格微腔的太赫茲量子開關(guān)
近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所激光與紅外材料實驗室研究員張龍、董紅星領(lǐng)銜的微結(jié)構(gòu)光物理研究團隊與華東師范大學(xué)、湖南大學(xué)等機構(gòu)合作在超晶格微腔量子應(yīng)用領(lǐng)域研究中取得進展,提出基于鈣鈦礦量子點自組裝超晶格微腔的太赫茲量子開關(guān),首次將鈣鈦礦材料拓展到量子超快應(yīng)用領(lǐng)域,通過實驗和理論驗證了超晶格微腔中的腔增強超輻射現(xiàn)象,并基于此現(xiàn)象成功實現(xiàn)0.1 THz的量子開關(guān)。相關(guān)成果發(fā)表于《自然-通訊》[Nature Communications 11, 329 (2020)]。 鈣鈦礦材料由于其強烈的振子強度、高光伏吸收、優(yōu)秀的電荷運輸?shù)刃阅芏鴱V泛應(yīng)用于太陽能電池和光電器件。但是,目前鈣鈦礦材料的研究主要是利用其經(jīng)典特性,尚未擴展到量子操控領(lǐng)域。研究團隊在基于鹵化鈣鈦礦的量子點系綜中產(chǎn)生了激子的協(xié)同量子態(tài),并通過引入光學(xué)微腔來控制激子量子系綜的超快輻射。超晶格微腔中激子量子系綜的受激輻射不受經(jīng)典粒子反轉(zhuǎn)條件的限制,使得在皮秒量級的輻射時間內(nèi)消散所有同相偶極子。這種具有可調(diào)輻射率的鈣鈦礦組裝超晶格微腔有望在超快、光電兼容的量子處理器中得到應(yīng)用。 |