MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798382781419
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31302204
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a620.5
■1001  ▼aHuang,  Jiahui.
■24510▼aExciton-Polariton  Complexes  in  Chip-Scale  Cavity  Quantum  Electrodynamics:  Localized  Single-site  Arrays  and  Color  Centers
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  California,  Los  Angeles▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a226  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Wong,  Chee  Wei.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Los  Angeles,  2024.
■520    ▼aSingle  photons  are  flying  qubits  which  can  carry  quantum  information  over  long  distances  with  low  decoherence.  Integrated  quantum  photonics,  which  aims  to  generate,  process,  and  detect  single  photons  on  tiny  chips  with  minimum  environment-induced  decoherence  essential  for  quantum  information  processing,  has  become  the  core  of  current  quantum  technology  towards  quantum  computing,  quantum  communication,  and  quantum  metrology.  Such  applications  require  material  platforms  which  can  support  single  photon  emitters  with  suitable  properties,  such  as  high  single-photon  purity,  lifetime-limited  spectral  linewidth.  high  indistinguishability,  near-unitary  state  preparation  efficiency,  and  near  unitary  quantum  efficiency,  etc.  Decoherence  induced  by  environmental  charge  fluctuation  and  phonon  scattering  are  also  important  factors  to  be  considered  in  semiconductor-based  platforms.  In  addition,  site  controllability  of  single  photon  emitters  to  be  placed  at  the  designed  location  is  required  for  reproducible  fabrication  of  monolithic  integrated  quantum  photonic  devices  in  large  scale  with  multiple  single  photon  emitters.  On  the  other  hand,  single  photon  emitters  in  the  telecom  band  are  beneficial  for  building  metro  scale  quantum  networks  such  that  the  computational  power  of  induvial  quantum  processors  can  be  scaled  up  using  telecom  fiber-based  architecture.Site-controlled  pyramidal  InGaAs  quantum  dots  system  as  single  photon  emitters  enable  placing  many  quantum  dots  at  designed  positions  in  photonic  structures  with  nanometer  scale  precisions  which  provides  great  potential  for  large  scale  integrated  quantum  photonic  devices.  However,  previous  studies  on  such  quantum  dots  embedded  in  photonic  crystal  cavities  suffer  from  low  cavity  quality  factor  which  limits  its  operation  at  the  weak  coupling  regime.  In  this  thesis,  we  improve  the  cavity  quality  factor  up  to  12,000  by  red  shifting  the  emission  energy  of  the  quantum  dot  to  ~  1.24  eV  and  optimizing  the  photonic  crystal  cavity  design.  We  demonstrate  the  coexisting  strong-weak  (intermediate)  coupling  and  onset  of  strong  coupling  regime.  We  reveal  the  role  of  phonon  scattering  and  exciton  dephasing  during  QD-cavity  interactions  and  further  demonstrate  a  Rabi-like  oscillation  of  luminescence  intensity  and  energy  splitting  between  excitonic  and  photonic  components  which  occurs  only  at  small  QD-cavity  detuning  and  can  be  well  reproduced  by  our  cavity  quantum  electrodynamics  modeling.  It  represents  milestone  for  device  optimization  of  such  quantum  dot  systems  to  realize  strong  coupling  regime  with  applications  in  coherent  control  of  site-controlled  quantum  states  for  quantum  information  processing.  We  further  explore  multi-site-controlled  quantum  dots  systems  in  a  spatially  extended  cavity  mode  pattern  such  that  the  quantum  dot  emission  exhibits  novel  spatial  features  linked  to  quantum  mode  interference  which  enables  applications  in  optical  switching  for  quantum  information  routing  in  monolithic  integrated  quantum  photonic  circuits.  This  thesis  also  explores  using  silicon  color  centers  as  single  photon  emitters  considering  its  telecom  emission  wavelength  and  mature  silicon-based  integrated  photonic  and  electronic  platform.  We  explore  T  centers  and  transition-metal  color  centers  for  high-fidelity  telecom  spin-photon  interfaces.  We  study  the  fabrication  process  of  generating  T  centers  and  copper-related  defects  with  reduced  lattice  distortion  with  their  photophysics  properties  closer  to  ab  initio  calculations.  The  cryogenic  photoluminescence  and  electron  spin  resonance  studies  on  copper-related  defects  suggests  its  unpaired  electrons  as  alternative  candidates  to  T  centers  for  high  fidelity  spin-photon  interfaces.
■590    ▼aSchool  code:  0031.
■650  4▼aNanotechnology
■650  4▼aOptics
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aElectrical  engineering
■653    ▼aCavity  quantum  electrodynamics
■653    ▼aLight-matter  interaction
■653    ▼aPhotoluminescence
■653    ▼aPyramidal  quantum  dot
■653    ▼aSilicon  color  center
■690    ▼a0652
■690    ▼a0752
■690    ▼a0605
■690    ▼a0544
■690    ▼a0599
■71020▼aUniversity  of  California,  Los  Angeles▼bElectrical  and  Computer  Engineering  0333.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0031
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17162168▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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