Exciton dephasing in quantum dot molecules

Borri,; Langbein,; Woggon,; Schwab,; Fafard,; Wasilewski,; Hawrylak,

doi:10.1364/iqec.2004.iwc1

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“…is the decoherence rate associated to spontaneous decay from the optical excited state |j to exciton vacuum |v ≡ |X 00 00 , while γ describes pure dephasing in each excitonic level |j . We use the effective rates given by Γ D(I) = Γ 0 D(I) /2 + γ D(I) and Γ I = 10 −3 Γ D , where Γ D = 10µeV 16,29 .…”

Section: D(i)mentioning

confidence: 99%

Excitonic entanglement of protected states in quantum dot molecules

2016

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The entanglement of an optically generated electron-hole pair in artificial quantum dot molecules is calculated considering the effects of decoherence by interaction with environment. Since the system evolves into a mixed states and due to the complexity of energy level structure, we use the negativity as entanglement quantifier, which is well defined in $d \otimes d^\prime$ composite vector spaces. By a numerical analysis of the non-unitary dynamics of the exciton states, we establish the feasibility of producing protected entangled superpositions by an appropriate tuning of bias electric field, $F$. A stationary state with a high value of negativity (high degree of entanglement) is obtained by fine tuning of $F$ close to a resonant condition between indirect excitons. We also found that when the optical excitation is set approximately equal to the electron tunneling coupling, $\Omega/T_e \sim 1$, the entanglement reaches a maximum value. In front of the experimental feasibility of the specific condition mentioned before, our proposal becomes an useful strategy to find robust entangled states in condensed matter systems.Comment: 4 figure

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Section: D(i)mentioning

confidence: 99%

Excitonic entanglement of protected states in quantum dot molecules

2016

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“…Oscilações de Rabi entre dois níveis, condição necessária para a definição de um qubit, têm sido reportadas neste tipo de sistema (STIEVATER, 2001;BORRI, 2002). O processo de decoerência, fenômeno responsável pela destruição dos estados quânticos de superposição, tem sido bastante explorado em pontos quânticos (JACAK, 2005;VILLAS-BOAS, 2005;BORRI, 2003).…”

Section: 1unclassified

Emaranhamento eletrônico em moléculas de pontos quânticos semicondutores

Oliveira¹

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In this work, we study the dynamics of entanglement between two eletronic qubits inside two coupled quantum molecules, where each molecule is consisting of two semiconductor quantum dots. Our first interest is to explore the production of maximally entangled states in the two level system not considering dissipation. Using the Bell states, we define a new basis for the system of interest, which allows to obtain a new Hamiltonian for the quantum molecules. To analyze the characteristics of eigenstates of the Hamiltonian which describes the quantum molecules, we use a measure of entanglement called concurrence. From the new base, we verify the behavior the dynamics of entanglement by manipulating the physical parameters of the system as the detuning and the tunneling between the quantum dots contained in molecules and the Coulomb interaction.We identified a set of physical parameters which are linked to the creation of maximally entangled states and other conditions where it is not possible to entangle the subsystems.

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“…No regime de baixas temperaturas, a interação entre éxcitons e fônons em pontos quânticos não é dominante, assim o processo de dephasing é causado principalmente pela recombinação radiativa do par elétron-buraco (TAKAGAHARA, 2003). Porém no contexto de moléculas de pontos quânticos, Borri et al demonstraram que o acoplamento entre os portadores confinados em pontos quânticos adjacentes influencia o tempo de coerência do éxciton, que podem ser descritos como processos de dephasing puro (BORRI et al, 2003). Especificadamente, em pontos quânticos auto-formados do tipo III-V no qual estamos interessados, estados excitônicos apresentam um tempo de recombinação radiativo de aproximadamente 1.0 ns (VILLAS-BOÂS; ULLOA; GOVOROV, 2007).…”

Section: Decoerênciaunclassified

“…Porém, é importante ressaltar que nossas considerações podem ser eficientemente aplicadas para pontos quânticos duplos feitas por outros materiais semicondutores. Neste sistema, a taxa de decaimento efetivo Γ i = Γ i 0 /2+ γ i , é da ordem de 2 − 10 µeV (BORRI et al, 2003;BARDOT et al, 2005) para estados de éxcitons diretos, e três ordem de magnitude menores para éxcitons indiretos (Γ 2,3 = 10 −3 Γ 1,4 ) (BUTOV et al, 1994). Os parâmetros associados à estrutura da molécula e energia dos estados excitônicos foram baseados nos experimentos realizados e investigados na referência (ROLON; ULLOA, 2010).…”

Section: Sistema Físico E Modelounclassified

“…Neste caso, como a sobreposição da função de onda dos portadores é menor do que para os estados de éxcitons diretos, nós assumimos δ i 0,1,2 ≈ 0.1δ d 0,1,2 . Nós também consideramos as taxas de relaxação dos estados excitônicos Γ d = 10 µeV e Γ i = 10 −3 Γ d , que são valores típicos de experimentos deste tipo de molécula quântica(BORRI et al, 2003). As taxas de tunelamento podem ser eficientemente controladas no processo de crescimento da amostra, e aqui assumimos que T h = Γ d /2 e T f h = T h /2, sendo comparáveis à taxa de decaimento para estados de éxcitons diretos.…”

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Dinâmica coerente de estados quânticos em nanoestruturas semicondutoras acopladas

Borges¹

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Neste trabalho investigamos teoricamente a dinâmica dissipativa de estados de éxcitons em um sistema formado por pontos quânticos duplos, que por sua vez apresentam uma grande flexibilidade e capacidade experimental em alterar seu espectro de energia juntamente com sua forma estrutural por meio de campos elétricos externos. Deste modo, o controle óptico coerente de portadores de carga nessas nanoestruturas permite a investigação de diversos processos de interferência quântica, tais como transparência induzida por tunelamento. Investigamos a resposta óptica da molécula quântica considerando diferentes regimes ópticos e valores de campo elétrico, nos quais o tunelamento entre os pontos pode estabelecer eficientemente caminhos de interferência quântica destrutiva provocando mudanças significativas no espectro óptico. Usando parâmetros experimentais realísticos mostramos que os estados excitônicos acoplados por tunelamento exibem uma resposta óptica controlável e bastante enriquecida. Neste mesmo sistema, investigamos o emaranhamento entre elétron e buraco, e demonstramos que através do controle de parâmetros tais como, a barreira de potencial aplicada, a frequência e intensidade do laser incidente, o sistema evolui para um estado assintótico com um alto grau de emaranhamento, que se apresenta robusto a processos de decoerência.

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Exciton dephasing in quantum dot molecules

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Excitonic entanglement of protected states in quantum dot molecules

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Emaranhamento eletrônico em moléculas de pontos quânticos semicondutores

Dinâmica coerente de estados quânticos em nanoestruturas semicondutoras acopladas

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