量子點cQED系統(tǒng)中的聲子效應(yīng)研究.pdf

1、空腔量子電動力學(xué)(cavity Quantum Electrodynamics，cQED)是量子光學(xué)研究領(lǐng)域的一個重要分支。近年來，固態(tài)的cQED系統(tǒng)，即量子點-微腔系統(tǒng)引起了人們的研究興趣。新的系統(tǒng)在量子信息處理中同樣具有廣泛的應(yīng)用，范圍包含量子位的實現(xiàn)到單光子源的建立。固態(tài)系統(tǒng)中的一個重要問題是會受到聲子庫的影響。這些影響主要表現(xiàn)在三個方面，即聲子引起的重整化、純退相和失諧聲子散射。本文首先是介紹了基本的光與原子相互作用模型：J-C

2、模型，以及聲子庫對量子點cQED系統(tǒng)的影響。聲子庫的影響主要來自于電子與聲子的耦合，這種耦合包含兩種機(jī)制：壓電耦合和形變勢耦合。由粒子的波函數(shù)出發(fā)來計算相應(yīng)的聲子譜函數(shù)，從得到的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)壓電耦合作用對系統(tǒng)的影響至少比形變勢耦合小了一個數(shù)量級，這個結(jié)果支持了聲子庫對系統(tǒng)的影響主要來源于LA聲子的結(jié)論。量子點的形狀受到制造技術(shù)的影響會有所不同，這意味著在實際系統(tǒng)中量子點形狀的影響是一個重要的問題。由波函數(shù)出發(fā)通過計算得到了三種典型形狀：球

3、形、橢球形和圓盤形的量子點的聲子譜函數(shù)和相應(yīng)的聲子效應(yīng)曲線。這些結(jié)果表明了聲子效應(yīng)與量子點形狀有較強的依賴關(guān)系。在三種形狀量子點中，圓盤形量子點具有最強的電聲子耦合和最寬的聲子譜分布，相應(yīng)地，其聲子效應(yīng)也是最明顯的。聲子庫對系統(tǒng)的影響與溫度是直接相關(guān)的，由于存在耦合重整化，隨著溫度升高，系統(tǒng)將會從強耦合轉(zhuǎn)變到弱耦合狀態(tài)。從約化密度矩陣主方程出發(fā)，通過計算可以得到這種轉(zhuǎn)變的判定條件。受聲子庫的影響，量子點的衰減率與溫度直接相關(guān)，當(dāng)溫度在4