基于斯塔克效应调控的单光子和相干声子器件的研究

	基于斯塔克效应调控的单光子和相干声子器件的研究
	董立超
	2016-10-01
发表期刊	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
期号	6
摘要	斯塔克效应是指原子或分子在外电场的作用下,使能级和光谱发生分裂的现象。由于人们在当前的纳米结构器件研究中对能带的调控要求日趋严格,因此通过斯塔克效应使能级产生的劈裂会对这些器件的实际应用产生巨大影响。本论文基于斯塔克效应对纳米结构器件性能的不同作用,针对单光子源器件和相干声子器件开展了研究,对进一步优化器件的性能提出理论和实验方法。本论文主要涵盖以下两方面的研究内容。其一是基于斯塔克效应对单光子源器件的优化。如今,量子光学已经在量子通信、量子计算、量子存储等诸多领域的应用中展现出广泛的发展前景。单光子源是其中重要组成元件之一。随着人们研究的深入,各应用领域对所需单光子源的品质提出了更高的要求,希望它不仅能对外界触发实现高效、高速的反应,还能保证稳定出射高不可分辨性及高亮度的单光子,因此人们对高品质的单光子源展开了探索。在众多研究中,人们发现半导体量子点具有极大的优势。但它仍然面临着由于器件表面电荷噪声所导致的出射单光子不可分辨性低的问题。因此我们设计并制备了一种新的器件结构,通过斯塔克效应的调控对电荷噪声进行抑制。同时光学微腔结构可以实现对量子点单光子源出射光子不可分辨性和亮度的双重调控。其二是基于斯塔克效应的超晶格声子激光器的研究。基于半导体超晶格结构的声子激光器,可以产生强相干太赫兹频率的声子。这种源在工业领域具有可非接触测量、不损伤样品、可远程操作等优点,在水声通信领域具有传输距离远、距离分辨力强的优势,在纳米分辨率的声学探测、纳米尺度结构和器件的成像、水下通信等方面有着重要的应用。因此本文基于斯塔克效应对超晶格中电子能带结构的影响,对声子激光器的设计和实现进行了探索,主要研究了超晶格中声子产生和放大行为,并利用传输矩阵法和Mathcad软件对垂直超晶格传输的声子谱进行了分析,最终获得声学声子在有限超晶格体系里纵向传输的反射谱,为进一步构建声子谐振腔提供了可行的方法。研究结果表明:通过环形微柱腔对称电极结构可实现基于斯塔克效应的单光子源性能优化,同时采用电子束曝光和传统半导体发光器件工艺可实现此类单光子器件的制备;可以采用超晶格结构作为声子激光器的高反射镜,理论计算表明调节超晶格的厚度可实现同一频域多个声子频率高反射带。
关键词	斯塔克效应半导体器件单光子源自组织量子点声子激光器
语种	中文
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/58178
专题	中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	董立超. 基于斯塔克效应调控的单光子和相干声子器件的研究[J]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2016(6).
APA	董立超.(2016).基于斯塔克效应调控的单光子和相干声子器件的研究.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(6).
MLA	董立超."基于斯塔克效应调控的单光子和相干声子器件的研究".中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 .6(2016).