Single Semiconductor Quantum Dots (eBook)
XVI, 390 Seiten
Springer Berlin (Verlag)
978-3-540-87446-1 (ISBN)
This book reviews recent advances in the field of semiconductor quantum dots via contributions from prominent researchers in the scientific community. Special focus is given to optical, quantum optical, and spin properties of single quantum dots.
Preface 7
Contents 10
List of Contributors 12
1 Quantum Statistical Properties of the Light Emission from Quantum Dots in Microcavities 15
1.1 Introduction 15
1.2 Quantum Dots and Atoms 17
1.3 Light-Matter Interaction in Atomic Systems 20
1.4 Multiple Excited Carriers in Semiconductor QDs 24
1.5 Quantum-Dot Microcavity Lasers 30
1.6 First-Order Coherence and Two-Time Quantities 38
1.7 Concluding Remarks 42
Acknowledgments 43
References 43
2 Growth and Control of Optically Active Quantum Dots 45
2.1 Introduction 45
2.2 Self-Assembled III–V Quantum Dots 47
2.3 Control of QD Position 66
2.4 Control of Quantum Dot Emission Energy 73
2.5 Summary and Outlook 78
References 79
3 Optical Properties of Epitaxially Grown Wide Bandgap Single Quantum Dots 84
3.1 Introduction 84
3.2 Single Quantum Dots with Strong Carrier Confinement 86
3.3 High Temperature Single Photon Sources 99
3.4 Spin Properties in II–VI Single Quantum Dots 106
3.5 Conclusion 125
References 125
4 Coherent Electron Spin Dynamics in Quantum Dots 133
4.1 Introduction 133
4.2 Spin Coherence in Singly Charged Quantum Dots 137
Acknowledgments 154
References 154
5 Quantum Dot Nuclear Spin Polarization 156
5.1 Introduction 156
5.2 Experimental Methods 158
5.3 Electron and Nuclear Spin Systems in a Single Quantum Dot and Implications for Electron Spin Coherence 160
5.4 Optical Pumping of Nuclear Spins in Low Fields: The Role of the Knight Field 168
5.5 Bistability of the Electron Nuclear Spin System 172
5.6 Buildup and Decay of Nuclear Spin Polarization 181
5.7 Future Perspectives 192
Acknowledgments 193
References 193
6 Quantum Dot Single-Photon Sources 196
6.1 Introduction 196
6.2 Theoretical Background 197
6.3 Experimental 213
6.4 Single-Photon Sources 218
6.5 Summary and Outlook 231
Acknowledgments 233
References 233
7 Entangled Photon Generation by Quantum Dots 237
7.1 Introduction 237
7.2 Entangled Photon Pairs from the Biexciton Cascade 240
7.3 Biexciton Cascade of an InAs Quantum Dot 244
7.4 Characterising Entanglement 248
7.5 Observation of Entanglement 253
7.6 Factors Limiting the Entanglement Fidelity 261
7.7 Time-Delay Dependent Entanglement 266
7.8 Quantum Interferometry 270
7.9 Outlook 272
References 273
8 Cavity QED in Quantum Dot–Micropillar Cavity Systems 276
8.1 Introduction 276
8.2 Theoretical Background 277
8.3 Sample Fabrication 282
8.4 Experimental Setup 288
8.5 cQED Experiments in Quantum Dot–Micropillar Cavity Systems 289
8.6 Conclusion and Outlook 303
Acknowledgments 304
References 304
9 Physics and Applications of Quantum Dots in Photonic Crystals 307
9.1 Introduction and Overview 307
9.2 Quantum Dot–Photonic Crystal System 309
9.3 Quantum Information Applications 321
9.4 Optoelectronics Applications 331
9.5 Conclusions 334
References 334
10 Optical Spectroscopy of Spins in Coupled Quantum Dots 338
10.1 Introduction 338
10.2 Growth and Characterization of Quantum Dot Molecules 339
10.3 Photoluminescence Signatures of QDMs 341
10.5 QDMs in a Magnetic Field 357
10.6 Antibonding Molecular Ground States 365
10.7 Future Prospects 367
References 371
11 Quantum Information with Quantum Dot Light Sources 374
11.1 Introduction 374
11.2 Single- and Multiphoton Generation from Quantum Dots 375
11.3 Quantum Cryptography with Single Photon Sources 381
11.4 Toward Optical Quantum Computation with Single Photon Sources 384
References 389
Index 392
Erscheint lt. Verlag | 13.6.2009 |
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Reihe/Serie | NanoScience and Technology | NanoScience and Technology |
Zusatzinfo | XVI, 390 p. 190 illus., 52 illus. in color. |
Verlagsort | Berlin |
Sprache | englisch |
Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie |
Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie | |
Technik ► Maschinenbau | |
Schlagworte | cavity quantum electrodynamics • electrodynamics • optical properties • Photon pair emission • polarization • quantum dot • Quantum dots • semiconductor • Single dot spectroscopy • spectroscopy • Spin properties |
ISBN-10 | 3-540-87446-1 / 3540874461 |
ISBN-13 | 978-3-540-87446-1 / 9783540874461 |
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Größe: 12,3 MB
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