Люминесценция одиночных квантовых точек InAs и AlInAs

Исследована система квантовых точек на основе твердых растворов Al_xIn_1-xAs / Al_yGa_1-yAs. Использование широкозонных твердых растворов Al_xIn_1-xAs в качестве основы квантовых точек позволяет существенно рас-ширить спектральный диапазон излучения в коротковолновую область, включая участок длин волн вблизи 770 нм, представляющий интерес для разработки аэрокосмических систем квантовой криптографии. Методом криогенной микрофотолюминесценции изучены оптические характеристики одиночных Al_xIn1_-xAs квантовых точек, выращенных по механизму Странского-Крастанова. С использованием интерферометра Хэнбери Брауна - Твисса исследована статистика излучения экситонных состояний одиночных квантовых точек. Функция парных фотонных корреляций отчетливо демонстрирует субпуассоновский характер статистики излучения, что является прямым подтверждением возможности создания излучателей одиночных фотонов на основе Al_xIn1_-xAs квантовых точек. На участке длин волн вблизи 770 нм исследована тонкая структура экситонных состояний квантовых точек. Показано, что величина расщепления экситонных состояний сравнима с естественной шириной экситонных линий, что представляет большой интерес для разработки излучателей пар запутанных фотонов на основе Al_xIn_1-xAs квантовых точек.

полупроводниковые квантовые точки, экситон, биэкситон, тонкая структура экситонных состояний, субпуассоновская статистика, излучатели одиночных фотонов, излучатели фотонных пар, запутанных по поляризации

1. Gisin N., Ribordy G., Tittel W., Zbinden H. Quantum cryptography. Reviews of Modern Physics, 2002, vol. 74, no. 1, p. 145-195.

2. Bouwmeester D., Ekert A. K., Zeilinger A. The Physics of Quantum Information. Berlin, Springer, 2000, 314 p.

3. Bimberg D., Grundmann M., Ledentsov N. Quantum Dot Heterostructures. Chichester, John Wiley & Sons, 1999. 328 p.

4. Semiconductor Nanostructures. Ed. by D. Bimberg. Berlin, Springer-Verlag, 2008, 357 p.

5. Single Quantum Dots, Fundamentals, Applications and New Concepts. Ed. by P. Michler. Berlin, Springer-Verlag, 2003, 347 p.

6. Self-Assembled Quantum Dots. Ed. by Z. M. Wang. New York, Springer Science + Business Media, LLC, 2008, 463 p.

7. Single Semiconductor Quantum Dots. Ed. by P. Michler. Berlin, Springer-Verlag, 2009, 389 p.

8. Lochmann A., Stock E., Schulz O. et al. Electrically driven single quantum dot polarized single photon emitter. Electron. Lett., 2009, vol. 45, no. 13, p. 566-567.

9. Bimberg D., Stock E., Lochmann A. et al. Quantum dots for single - and entangled - photon emitters. IEEE Photon. Journ., 2009. vol. 1, no. 1, p. 58-68.

10. Heindel T., Kessler C., Rau M. et al. Quantum key distribution using quantum dot single - photon emitting diodes in the red and near infrared spectral range. New Journ. Phys., 2012, no. 14, p. 083001.

11. Benson O., Santori C., Pelton M., Yamamoto Y. Regulated and entangled photons from a single quantum dot. Phys. Rev. Lett., 2000, vol. 84, no. 11, p. 2513-2516.

12. Stevenson R. M., Young R. J., Atkinson P. et al. A semiconductor source of triggered entangled photon pairs. Nature, 2006, no. 439, p. 179-182.

13. Mohan A., Felici M., Gallo P. et al. Polarization-entangled photons produced with high-symmetry site-controlled quantum dots. Nature Photon, 2010, no. 4, p. 302-306.

14. Stevenson R. M., Salter C. L., Nilsson J. et al. Indistinguishable entangled photons generated by a light-emitting diode. Phys. Rev. Lett., 2012, vol. 108, no. 4, p. 040503.

15. Seguin R., Schliwa A., Germann T. D. et al. Control of fine-structure splitting and excitonic binding energies in selected individual InAs / GaAs quantum dots. Appl. Phys. Lett., 2006, no. 89, p. 263109.

16. Seguin R., Schliwa A., Rodt S. et al. Quantum-dot size dependence of exciton fine-structure splitting. Physica E, 2006, no. 32, p. 101-103.

17. Walls D. F., Milburn G. J. Quantum Optics. Berlin, Springer-Verlag, 2008, 437 p.

18. Grundmann M. The Physics of Semiconductors. Heidelberg, Springer, 2010, 864 p.

19. Li L. H., Chauvin N., Patriarche G., Alloing B., Fiore A. Growth - interruption - induced low - density InAs quantum dots on GaAs. J. Appl. Phys., 2008, no. 104, p. 083508.

20. Krzyzewski T. J., Jones T. S. Ripening and annealing effects in InAs / GaAs (001) quantum dot formation. J. Appl. Phys., 2004, no. 96, p. 668-674.

21. Muller-Kirsch L., Heitz R., Pohl U. W., Bimberg D. Temporal evolution of GaSb / GaAs quantum dot formation. Appl. Phys. Lett., 2001, no. 79, p. 1027-1029.

22. Pohl U. W., Potschke K., Schliwa A. et al. Evolution of a multimodal distribution of self-organized InAs / GaAs quantum dots. Phys. Rev. B, 2005, no. 72, p. 245332.

23. Mano T., Abbarchi M., Kuroda T. et al. Self-Assembly of Symmetric GaAs Quantum Dots on (111)A Substrates: Suppression of Fine-Structure Splitting. Appl. Phys. Express, 2010, no. 3, p. 065203.