《半導體量子點中自旋態的相干操控研究》是依託陝西師範大學，由孫輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：半導體量子點中自旋態的相干操控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫輝
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半導體量子點由於可擴展、易於集成，在基於自旋的固態量子信息過程中有著廣泛的套用價值。基於自旋的固態量子信息過程的核心是在短時間內實現(與自旋退相干時間相比)自旋量子態的相干操控(任意旋轉操作)。本項目擬開展量子點或量子點分子中自旋態的相干操控研究。探討利用少周期超短雷射脈衝在飛秒尺度上實現電子自旋態的超快相干操控新機制，實現電子自旋態的超快旋轉；基於量子點或量子點分子中重空穴自旋態，研究體系絕熱演化過程所積累的幾何相位特性，探討實現重空穴自旋單態及雙重空穴自旋態的幾何相干操控新方案，以此為基礎進一步探討其在固態量子信息過程中的套用，為基於電子或重空穴自旋態的固態量子信息過程提供切實可行的理論依據。
結題摘要
量子阱結構中的共振隧穿效應不僅可以代替控制光耦合不同的量子態，還能控制干涉的符號。通過對量子阱結構中共振隧穿對光學過程的詳細研究與深入探討，發現：（1）共振隧穿效應對交叉相位調製表現出極強的干涉增強效果，探測光脈衝與信號光脈衝對整體相位的貢獻可由相消變為相長，從而在極低光強下獲得π相移，實現強相互作用光子對；（2）共振隧穿可以誘導高效四波混頻，增強效果在傳輸距離較小以及中心頻率附近尤為顯著。結合半導體量子阱微結構設計上的靈活性和套用上的天然優勢，該理論結果為基於固態材料的量子信息過程提供理論參考；（3）基於Fano干涉探討了電磁誘導光柵。由於Fano干涉，電磁誘導光柵信號被顯著增強，一階衍射的效果尤其明顯；（4）共振隧穿可在吸收最小的透明點誘導自相位調製效應增強；（5）量子點分子中用共振隧穿耦合代替控制雷射，理論分析與數值計算表明該系統支持超慢亮孤子與暗孤子；（6）提出環形腔結構中在負折射頻帶實現光學雙穩的理論方案。
