Seminar in the Institute of Low Temperature and Structure Research PAS
ul. Okólna 2, Audytorium
Czy kwazi-molekuły z kropek kwantowych mogą sprawdzić się w roli źródeł światła nieklasycznego?
dr hab. inż. Bartłomiej Cichy
Oddział Spektroskopii Optycznej, INTiBS PAN
Ze względu na swoją „zero-wymiarowość” oraz silną dyskretyzację poziomów energetycznych znajdujących się przy granicy pasm, pojedyncze kropki kwantowe (KK) nazywane są czasem sztucznymi atomami. Ta analogia ma oczywiście dość ograniczone ramy stosowalności i odnosi się w głównej mierze do możliwości utworzenia orbitali elektronowych z udziałem dyskretnych poziomów analogicznej KK. Na pewnym poziomie abstrakcji KK można zatem postrzegać jako element składowy nano-struktur wyższego rzędu tzw. kwazi-molekuł (QDM, ang. quantum dot molecules). Istotną cechą kwazi-molekuł utworzonych z KK, która odróżnia je od zwykłych agregatów jest zatem ich uporządkowana struktura przestrzenna.
Od czasu pierwszych doniesień dotyczących formowania orbitali elektronowych między epitaksjalnie otrzymanymi KK wciąż uczymy się jak budować tego typu zaawansowane nano-struktury z oddziałujących KK, patrząc jednocześnie w kierunku potencjalnych zastosowań w nadchodzących technologiach kwantowych. Dotyczy to zarówno QDM wytwarzanych z wykorzystaniem technik epitaksjalnych, jak również QDM otrzymywanych metodami tzw. mokrej chemii poprzez intencjonalne łączenie pojedynczych koloidalnych KK.
Poza aspektami dotyczącymi możliwości formowania wiązań między oddziałującymi KK istotnym problemem (jeśli nawet nie istotniejszym), jest identyfikacja zmian widocznych w procesach kinetycznych, indukowanych oddziaływaniem wzajemnym KK. Jest to o tyle istotne, iż pojedyncza KK wykazuje złożony charakter procesów radiacyjnych, który prowadzi do zaburzonego charakteru emisji tzw. migotania. Istnieje zatem potrzeba lepszego zrozumienia wpływu wzajemnego oddziaływania KK-KK na możliwość uzyskania ukierunkowanego transferu informacji w ramach pojedynczej kwazi-molekuły.
W przypadku zastosowania QDM w roli źródła pojedynczych fotonów, istotnym aspektem jest możliwość obserwacji skorelowanych procesów relaksacji promienistej. Wydajna emisja pojedynczych par fotonowych wykazujących silną korelację czasową wydaje się interesującą alternatywą dla procesów bazujących na parametrycznej konwersji w dół (SPDC, ang. spontaneous parametric down-conversion). Źródła tego typu byłyby bardzo interesujące ze względu na możliwość detekcji wyłącznie zdarzeń skorelowanych. To z kolei otwiera drogę do eliminacji pozostałej puli fotonów, które w tym przypadku nie niosą istotnej informacji.
Czy zatem QDM mogą stanowić istotną alternatywę dla SPDC i pełnić rolę wydajnych emiterów skorelowanych par fotonowych?
