《相干控制納米雜化結構中激子-表面等離子相互作用》是依託安徽工業大學，由程木田擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：相干控制納米雜化結構中激子-表面等離子相互作用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：程木田
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用金屬納米結構表面電漿調控光發射體系的量子態及其光發射特性是目前物理學研究的前沿和熱點課題之一，而對於金屬納米結構中表面電漿與半導體量子點為代表的量子光發射體的相互作用的研究具有極其重要的科學研究意義和實際套用價值。.本申請課題主要從理論上研究金屬表面電漿腔對量子點等量子發射器的量子態和單光子、雙光子過程、糾纏光子對過程的相干調控以及金屬納米結構-半導體量子點複合體系的非線性光學效應。對量子點體系我們將採用量子力學的處理方法，而對金屬表面電漿我們將採用經典場和量子化的相結合不同方法。通過合理的設計表面電漿腔（利用FDTD方法），闡明表面等離子對量子點單光子、雙光子過程、糾纏光子對發射過程的調控並給出它在量子計算和量子信息以及光開關等方面的套用。
結題摘要
半導體量子點等量子發射器與金屬表面等離激元的相互作用是國內外物理學研究的熱點問題之一。在本項目的資助下，我們研究了金屬表面電漿腔對量子點等量子發射器的量子態相干調控以及金屬納米結構-半導體量子點複合體系的非線性光學效應。首先，我們探討了金屬納米線腔輔助的量子點光子發射，在馬爾科夫近似下計算了兩個量子點之間的能量交換速率，展現了量子點超輻射態和亞輻射態的衰減行為。金屬納米天線輔助的糾纏光子對的產生也進行了探討。接著研究了金屬納米環腔與量子點分子的相互作用。在量子化表面電漿後，探討了量子點分子糾纏以及量子態的轉移。對傳輸表面等離激元與量子點的相互作用也進行了深入的理論研究，提出了基於經典光場控制的單個表面等離激元的開關。探討了單個傳輸表面等離激元與一對量子點的相互作用，給出了其洛倫茲型、Fano型透射譜的物理機制，為其在生物感測器等方面的套用提供了一定的理論依據。我們還分析研究了量子點-金屬納米顆粒複合體系中光學三階非線性，討論了非線性吸收和非線性折射，發現其雙穩區域可以通過金屬納米顆粒尺寸、金屬納米顆粒-量子點之間的距離和控制光場的強度進行調節。最後，我們還研究了一維諧振腔波導與量子點複合系統中單光子的傳輸特性，設計了單光子開關和分束器等。本項目的研究為設計基於金屬表面等離激元-量子點的量子器件和量子計算提供了一定的理論依據。
